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走査型ヘリウムイオン顕微鏡（SHIM、HeIM、またはHIM ）は、走査型ヘリウムイオンビームを用いてサブナノメートル分解能で可視化する高解像度イメージング装置です。2000年代半ばにナノテクノロジー用途向けに開発され、走査型電子顕微鏡よりも優れた表面分解能を持つことが実証されています。
走査型ヘリウムイオン顕微鏡（SHIM）は、ナノテクノロジー応用向けの新しい顕微鏡技術として2000年代半ばに開発されました。[ 2 ]走査型電子顕微鏡（SEM）で使用される電子の代わりに、集束されたヘリウムイオンビームを使用して試料の表面を走査します。[ 3 ] [ 4 ]ガス場イオン化源（GFIS）を使用して、高集束ヘリウムイオンビームを生成します。[ 5 ]
非常に高い光源輝度とヘリウムイオンの短いド・ブロイ波長により、極めて小さなプローブサイズが可能になります。 [ 4 ] [ 5 ]他の集束イオンビーム技術と同様に、サンプルのミリングと切断をサブナノメートル分解能での観察と組み合わせることができます。[ 5 ] [ 6 ]ツァイス社は0.24ナノメートルの表面分解能を実証しました。[ 7 ] [ 8 ]
ヘリウムイオンが可視化対象のサンプルと相互作用する際、励起体積が大きくないため、電子に比べて相互作用体積がはるかに小さくなり、表面感度が向上します。これらの特性により、SHIMは、発光源として光子や電子を使用する従来の顕微鏡では達成できない、より高い解像度で定性的なデータを取得できます。 [ 4 ]相互作用体積が小さいため、幅広い材料に対して、広い被写界深度を持つ高コントラストの画像が得られます。 [ 2 ]また、電子ビームに比べて絶縁材料との相互作用時に帯電が少ないため、絶縁材料の画像化にも優れています。[ 4 ]
SHIMは2007年にツァイス社によって市販され、最初の顕微鏡は国立標準技術研究所に出荷されました。[ 9 ]しかし、2023年にツァイス社によって製造中止されました。[ 10 ]
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