Nyt elektronmikroskop udvider egenskaberne for karakterisering af materialer på laboratoriet

Et nyt transmissionselektronmikroskop (TEM) installeret på laboratoriet tidligere i år giver LLNL-forskere et klarere blik på atomniveauet af strukturer, end de har haft før.

Titan 80-300 TEM, fremstillet af FEI Company, blev installeret i december og bringer en udvidet kapacitet til det eksisterende transmissionselektronmikroskop, som laboratoriet har haft i omkring 20 år, ifølge LLNL -videnskabsmand Joe McKeown. Blandt forbedringerne inkluderer en højvinklet ringformet mørkt felt (HAADF) detektor til scanning transmission elektronmikroskopi (STEM), som muliggør Z-kontrast-billeddannelse på grund af øget spredning fra elementer med højt atomnummer, og en lavspændingstilstand til at analysere polymerer og biologiske prøver, der kan være mere følsomme over for højenergielektroner.

"Med mørkefeltsdetektoren, tungere elementer fremstår lysere i kontrast, så vi nemmere og hurtigere kan udføre både strukturelle og kompositoriske analyser af mikrostrukturer, "Sagde McKeown.

Mikroskopet er også blevet udstyret med en opgraderet detektor til elektronenergitabsspektrometri (EELS). Den nye detektor (en Gatan 965 GIF Quantum ER) giver bedre energiopløsning og muliggør ekstremt hurtig elementær kortlægning af materialer på grund af øget opsamlingseffektivitet. Operationer, der typisk vil tage et par timer, McKeown sagde, tag kun et par minutter med den avancerede maskine.

"Med hensyn til tidsbesparelse, det er enormt, "McKeown sagde. "At have dette nye spektrometer er virkelig rart at lave fin kortlægning, fordi der er meget mere signal, der skal indsamles."

Postdoc-forsker Tian (Tony) Li, en af ​​det nye TEM's primære brugere, sagde Titan giver mange nye mikroskopifunktioner på stedet, som han tidligere skulle rejse til Lawrence Berkeley Lab for at udføre. Med sin højopløselige billedbehandling, Li sagde, forskere kan se individuelle atomsøjler, et nyttigt værktøj til at se på gitterstrukturer og lave kompositionsanalyse.

"Du kan få billeder ned på atomniveau med Titan, og det er også fantastisk til kvantitativ analyse, " sagde Li. "Du kan lave billeddannelse med atomopløsning, diffraktion, energidispersiv røntgenanalyse, tab af elektronenergi og tomografi, og det har et af de bedste udbyttespektrometre derude. "

McKeown sagde, at alle interesserede i mikrostrukturer, inklusive additiv fremstilling, biologi, eller andre områder, der kunne drage fordel af billeddannelse i nanoskala, kan bringe prøver ind til analyse, og kan endda blive trænet i, hvordan man bruger det.

"Du behøver ikke at være ekspert for at få nogle rigtig gode billeder, " sagde McKeown.