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电子能量损失能谱（Electron Energy Loss Spectroscopy, EELS）是装设在TEM下的高阶成份分析检测仪器 |
常有人问，它和一般常用的EDS到底有何差异？使用EELS的时机为何？
事实上，EELS和EDS在轻重元素分析上是互补的关系，甚至在某些功能上超越EDS，另外还具备EDS没有的能力。下表清楚的列出EELS和EDS的差异，接下来我们就来看看这些差异性的实际应用，如此就可以轻易地判断出使用EELS的时机了！
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能量解析度 Energy Resolution |
有时我们会发现Si和W的讯号重叠，偏偏半导体制程中，这两种元素皆是主要的材料，这时要如何分辨这两种元素呢？
当然会有其它的判断方法，但并不是每个重叠的元素组合可以轻易的辨别出来，而EELS的能量解析度可低至1eV以下，可以说是没有分辨元素的困扰。
EDS data中，Si和W的peak很接近，只看此峰值有无法分辨哪种元素的问题，需再辅以其它峰值或制程结构判断 |
EELS的Si和W能谱线不同 |
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空间解析度 Spatial Resolution |
很多人有这个疑问，为何做EDS时不管是搭配SEM还是TEM，它的解析度无法像拍照那样好 ?
基于物理的限制，此情形在所难免，但EELS在优异空间解析度的表现下，极薄的层次无所遁形，尤其先进制程与特殊结构日益普遍，透过EELS linescan 或mapping，薄层层次一目了然。
EDS 結果无法清楚的辨别层次 |
EELS 結果证明绝缘层为SiON与SiO2组成 |
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轻元素分析能力 Superior Sensitivity in Light Element |
受限于机台架构，EDS在轻元素侦测的能力不若重元素， EELS在这方面弥补了EDS之不足，因此若分析的结构中含有C, N, O或其它轻元素之层次，那么EELS绝对是考虑的选项。
 C, N, O 在EELS mapping上有较明确的界限与侦测能力 (a) HAADF 影像 (b) EDS mapping (c) EELS mapping |
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化学态 Chemical State |
在大多数常用的元素分析工具中，绝大多数都只是知道含有哪些元素，无法得知其化合物种类。如果要使用专门分析特定化合物的工具，如XPS，又有分析区域大小的限制。在进行微区分析时，TEM固然可以使用绕射来判断化学态，但在判断上不是那么直观且全面。
透过EELS的化学态分析功能，不仅仅知道化学键结组成，还可知道各化合物的分布范围。
不同的化合物，其能量损失就不同，因此可以得知化合物种类 |
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EELS mapping可以得知各化合物分布范围 |
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厚度量测 Specimen Thickness Measurement |
在奈米材料分析或欲了解样品厚度与TEM拍摄结果的关系时，可以利用EELS来直接量测样品厚度，借此监控产品特性与厚度的关系与趋势。
(a) 试片的thickness mapping (b) 在(a)上的箭头位置切cross-section，量测厚度与用EELS量测值做比较，其结果是近似的 |
综观以上的应用性解说，大家是不是都了解EELS的用途了呢?
闳康新购之Neo ARM TEM机台，不仅配备球面像差校正、拥有超高解析的影像，也装有Gatan Continuum EELS，再为结构分析实验室添增了生力军，持续地在全球分析检测领域扮演领头羊的角色，为迎接后摩尔定律时代的到来做足准备！
