我们邀请您定期回访本页面,我们将定期更新在德国于利希(Jülich)恩斯特-鲁斯卡研究中心(Ernst-Ruska)和英国利兹大学(Leeds)的公测合作伙伴密切合作开发的新应用案例。

STEM 测量

图标测量系统成像

STEM 成像(明场像、环形暗场和高角环形暗场像)

主要用于样品导航和特征尺寸测量,通过集成的基于闪烁体的明场和环形暗场/高角环形暗场探测器,可快速获取高达 1 千兆像素/秒。

STEM 晶格测量

STEM 晶格成像

具有自动辅助对准的 STEM 晶格成像测量可用于获取原子分辨率的明场(低至 2.8Å)和高角环形暗场(低至 3.5Å)STEM 图像。

图标测量构成

成分

得益于两个对称排列的无窗 EDS 探测器,固体角为 2 Srad,可在高 EDS 计数率(>> 100 kcps)获取元素图。定性和定量 EDS 分析完全集成在用户软件中。

4D-STEM 测量

图标-测量-取向

取向图和相图

选择取向/相位测量,用于单相和多相晶以及非晶材料的近实时取向分析和相分析。 小电子束(低至1 nm)在样品上扫描,同时以每秒数千帧的速度获取衍射花样,并实时自动索引。 只需按下按钮,即可开启电子束旋进,从而显著提高结果的质量。

图标测量应变

应变图

应变测量将纳米束电子衍射与电子束旋进相结合,从而实现单晶体中的高精度应变图。一旦通过自动化辅助的样品倾斜装置将晶粒倾斜至正带轴,一个小de (低至 1 nm)旋进电子束就会扫描整个晶体,并获取数千个衍射花样。旋进通过呈现更多的衍射斑点,并产生更均匀的斑点,来提高用于应变分析的衍射花样的质量。最后逐步进行分析应变图,为操作人员提供近乎实时的应变信息。

图标-测量-虚拟-STEM

虚拟 STEM 和数据导出

虚拟 STEM 是一种高度可配置的 4D-STEM 测量方法,允许实时重建和可视化 4D-STEM 数据集的 STEM 图像。用户可直接在获取的衍射花样上定义虚拟光斑或环形孔径,并使用这些孔径重建图像。 或者,分析后的 4D-STEM 数据集还可以导出到开源的像素化 STEM 数据分析和处理平台,如HyperSpyLiberTEMPy4DSTEM

TESCAN TENSOR
扫描透射电子显微镜

分析型 4D-STEM 技术解析 

 

更全面的获取电子束与样品相互作用的全部信息

4D-STEM (4D 扫描透射电子显微镜)是扫描透射电子显微镜的一种演变。 扫描透射电子显微镜 

 

它充分利用了混合像素直接电子衍射相机领域的创新技术,在 STEM 图像的每个像素上捕捉电子衍射花样。利用这种方法,当透射电子束扫描真实空间中的二维感兴趣区(ROI)时,显微镜会获取标记到每个像素的二维倒易空间图像(电子衍射花样),因此称为四维扫透电镜(4D-STEM)。

4D-STEM


TESCAN TENSOR 在 4D-STEM 的基础上更进一步,它还能为 4D-STEM 数据集中的每个像素获取 EDS 能谱以及旋进电子衍射花样形 (PED)。我们将这种功能称为分析型 4D-STEM。 

分析型 4D-STEM 可与更传统的 STEM 和 STEM 断层成像测量相结合,为功能材料、薄膜以及合成或天然晶体的纳米级多模态表征提供全面的解决方案。

播放视频,观看 4D-STEM 数据采集动画。

断层成像测量

图标-测量-拓扑-扫描透射电镜(STEM)

STEM 断层成像

STEM 断层成像测量提供了使用STEM成像信号(明场BF、暗场DF和高角环形暗场HAADF)对样品倾斜系列进行辅助和自动化采集的方法,并将这些倾斜系列重建为3D体数据集。获取的数据可以导出,以便在一系列3D成像软件中进行高级重建、分析和可视化,包括TESCAN的3D体积分析软件。

图标-测量-断层成像-stem-edx

EDS 断层成像

EDS 断层成像测量提供了使用STEM和EDS信号对样品倾斜系列进行辅助和自动化采集的方法,并将这些倾斜系列重建为3D元素分布图。获取的数据可以导出,以便在各种3D成像软件中进行高级重建、分析和可视化,包括TESCAN的3D体积分析软件。

图标测量-断层成像-衍射

衍射断层成像

TESCAN TENSOR 还可用于 3DED(micro-ED)衍射断层成像采集和分析。无论有没有旋进,可将一个近乎平行的纳米电子束聚焦在一个小至 20 nm 的光斑中,并且当样品逐步倾斜到较大范围的角度时,采集衍射花样。这为合成或天然亚微米和纳米级颗粒的结构分析提供了优越的解决方案。可选的 PETS Advanced 软件可用于分析三维旋进电子衍射 (3DPED) 数据集,以产生晶胞尺寸。

碳纳米管封装金属颗粒的多模态化学和晶体表征


精确识别纳米尺度的结构和化学特性,可以推进工程材料下一代研究的发展,无论是在工业界还是学术界。TESCAN TENSOR 的应用案例提供了一个碳纳米管内封装金属颗粒的多模态化学和晶体学表征的例子。


通过将 STEM 成像、纳米束衍射与晶体取向分析(4D-STEM)和 EDX 图谱相结合,我们可以全面了解这种材料系统。本应用案例是与英国利兹大学的 Andy Brown 教授和 Zabeada Aslam 博士合作完成的。

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显示碳纳米管包裹金属颗粒的多模式化学和晶体学特征的图像。

铋锗酸盐(BGO)在铝膜上的相位和取向分析


使用 TESCAN TENSOR 的 4D STEM 技术,可以快速对纳米尺度的BGO相位和取向进行分析。本应用案例介绍了如何对滴涂在蒸发铝膜上的BGO(Bi12GeO20)进行相位和取向分析。由于BGO的晶格参数为10.1Å,远大于铝的4.1Å,因此两者的电子衍射图形有明显差异。

分析过程中,通过将扫描得到的电子衍射图形与BGO和铝的标准图形进行匹配,对数据集中每个像素点的BGO相位和取向进行测量。文章还展示了旋进电子衍射(PED)技术如何通过增加衍射花样中的反射数量,提高图形索引的准确性,从而更清晰地区分两种材料的信息。 


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图像显示了铋锗酸盐(BGO)在铝膜上的相位和取向分析

4D-STEM 晶体取向分析揭示了镍基超合金的形变行为


本应用案例聚焦于维氏硬度压痕在镍基超合金中引起的塑性形变。我们采用了带有自动晶体取向分析功能的4D-STEM技术,对聚焦离子束(FIB)特定区域制备的样品进行了分析。这项分析专注于形变过程中纳米级晶粒的重新取向。 

快速采集和即时处理使测量得以优化,并以近乎实时的迭代方式对样品区域进行定位,从而大大提高了测量和显微镜的时间效率。本应用案例是与中国西安交通大学材料力学行为国家重点实验室的 Lin Sicong 和 Chen Kai 教授以及德国于利希恩斯特-鲁斯卡电子显微镜和能谱中心的 Lu Penghan 和 Rafal E. Dunin-Borkowski 教授合作编写的。


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显示 4D-STEM 晶体取向分析所揭示的镍基超合金形变行为的图像。

锂电池负极材料的 4D-STEM 相位和取向分析


区分电池负极中的不同磷酸锂相位很难,因为它们的元素组成很相似。TESCAN TENSOR 的 4D-STEM 技术通过旋进电子衍射花样,帮助我们更好地区分这些相位。这种分析还能轻松揭示负极中各相位的分布和相互取向。

此外,我们还发现二氧化钛颗粒更倾向于分布在磷酸盐颗粒的边界上。这应用案例是与德国于利希研究中心的 Roland Schierholz 博士、Rüdiger-A. Eichel 教授,以及 Lu Penghan  和 Rafal E. Dunin-Borkowski 教授合作完成的。


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锂电池负极材料的 4D-STEM 相位和取向分析

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