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Lossless Electron Beam Monochromator for Enhanced Resolution in Electron Microscopy

Description du projet

La compression plutôt que le filtrage élimine les pertes de faisceau d’électrons

La résolution spatiale et spectrale des microscopes électroniques avancés à haute résolution est diminuée par la dispersion de l’énergie du faisceau d’électrons, qui provoque des aberrations chromatiques. Des «monochromateurs» recourant à des fentes mécaniques comme filtre passe-bande sont souvent utilisés pour corriger ce problème, mais ils entraînent des pertes de faisceau d’électrons. Le projet Loss-less Monochroma, financé par le CER, vise à développer un monochromateur simplifié basé sur un cristal unique à l’intérieur de la colonne du microscope. Les impulsions laser infrarouges génèrent un rayonnement THz dans le cristal qui interagit avec le faisceau d’électrons, comprimant l’énergie des électrons au lieu de la filtrer et éliminant ainsi les pertes de faisceau. La technologie pionnière des cristaux sera compatible avec les microscopes électroniques conventionnels à faible coût afin d’en améliorer les performances.

Objectif

Lossless Electron Beam Monochromator for Enhanced Resolution in Electron Microscopy

The performance of advanced high-resolution electron-microscopes (EM) is severely limited by the energy spread of the electron beam, which limits both spatial and spectral resolutions by causing chromatic aberrations. To mitigate this limitation, monochromators are used. Common monochromators have mechanical slits as a narrow band-pass filter, inherently introducing high loss to the electron beam. They are very complex and thus highly expensive. Here we propose to develop a novel electron monochromator technology that is lossless, relatively simple (and thus, cost-effective), and modular, so it can potentially be installed as an upgrade in a wide range of existing EM systems. The proposed monochromator compresses the electron energy rather than filtering it, and thus the resulting electron beam suffers no losses. We use a single crystal, located inside the microscope column, close to the incoming electron beam. Infrared laser pulses are used to generate THz radiation in the crystal which interacts with the electron beam such that the energy of the electron beam is compressed without introducing electron losses.

We aim to achieve this through three main goals: (1) Demonstrate the ability to get strong energy compression in pulsed electron mode with the advantage of low losses. (2) Demonstrate that our idea can also upgrade the performance of traditional low-cost CW operating EM such as low-voltage scanning EM (LV-SEM). (3) Commercialize our IP and penetrate the market. We developed new IP, aiming to commercialize the technology at the end of the project. We are in contact with microscope manufacturers expressing interest in our innovation. Our lossless electron beam monochromator is expected to be a game-changer in all EM applications, in particular the semiconductor inspection and medicine development markets, where high-resolution SEMs are becoming increasingly popular.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-ERC-POC - HORIZON ERC Proof of Concept Grants

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2022-POC2

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Institution d’accueil

TECHNION - ISRAEL INSTITUTE OF TECHNOLOGY
Contribution nette de l'UE
€ 150 000,00
Coût total
Aucune donnée

Bénéficiaires (1)