PNDetector/高速电子...

PNDetector/高速电子直读像素点探测器 pnCCD (S)TEM Camera技术特点

参考成交价格: 20~50万元[人民币]
技术特点

【技术特点】-- PNDetector/高速电子直读像素点探测器 pnCCD (S)TEM Camera

pnCCD (S)TEM相机是一种像素化、快速、直接的电子探测器系统。首创了低剂量TEM-4D成像技术,可以高速(最高可达20000fps)、高粒度地记录每个电子束扫描位置的全二维散射图形,并提供像素化的四维数据集。


产品特点

1、更高读出速度

可达20000fps,特别适合高速原位实验/电子束敏感材料快速成像,同时高的读出速度节省了操作时间,使测量过程中的样品漂移最小,减少了样品损坏,提高了TEM观察效率;

2、直接电子探测

采用直接电子探测技术,提供优异的信噪比,满足低剂量(Low-dose)成像要求,很大程度避免了信号的损失

3、芯片使用寿命更长

直接探测芯片耐辐照指标为10e17@300keV,较传统电子直接探测相机寿命高出8个数量级;

4、更宽探测范围

同时采用独特芯片设计,能够满足5keV~300keV超宽电压范围成像

5、更大动态范围

动态范围为10e-3到10e7 per mm2/Sec,特别适合4D-STEM成像

6、优越的信噪比

极低的读出噪声,可实现在低束流下精确对几keV单电子探测,出色的信噪比(SNR)>300:1,允许在低束流下对单电子事件和微弱衍射峰进行光谱测量;

7、人机界面友好

专业PNOnline软件包提供对相机的控制和操作,以及对数据各种现实及分析处理,并可设置相应数据的访问权限;

8、人机界面友好配备PNOnline实时分析功能,用户可以自由添加模拟选取光阑,可用户BF/HAADF/DPC及其他各类感兴趣数据。


产品应用



所有pnCCD (S)TEM Camera®型号都具有直接电子测量的巨大优势。由于不需要闪烁体,初级TEM电子直接被吸收到传感器体积中,并以最高精度读出产生的二次电荷。因此,PNDetectors 的 pnCCD (S)TEM 相机®具有独特的单电子检测灵敏度,同时能够以非常高的精度测量它们的能量。

image.png

004.png

固定底部摄像头

000.png

pnCCD伸缩相机

image.png

003.png


主要功能:

  • 独特的单电子灵敏度 SNR 300:1(80 keV 时)

  • 超快速读出:

    • 全画幅模式下为 2000 fps(264 x264 像素)

    • 7500 fps,使用 4 倍像素合并(66x264 像素)

    • 使用窗口和像素合并最高可达 10000 fps(24 x264 像素)

  • 能量范围广:

    • 标准范围:20 keV 至 300 keV

    • 可低至 5 keV

  • 两种型号选择:

    • 固定底部摄像头(标配)

    • 伸缩式相机

  • 优异的抗辐射性

    • > 1x1018TEM 电子 (80 keV) 每平方厘米

    • > 4x1017TEM 电子 (200 keV) 每平方厘米



(小)TEM相机系统概述

相机型号选项

  • 固定底部摄像头

  • 伸缩式相机

所有 (S)TEM 相机型号均提供以下系统组件:

pnCCD传感器

  • 有效传感器面积为 12.7 mm x 12.7 mm

  • 像素:264 x 264 全画幅区域,外加画框存储

  • 多种读出模式:

    • 成像模式

    • 防光晕模式

    • 单电子模式

  • 高速画幅操作

    • 高达 1000 Hz

    • 可选高速模式:高达 2000 Hz

    • 具有窗口和像素合并功能的更快读出选项

  • 有关详细信息,请参阅 pnCCD 属性

完整的电子和 数据采集系统

  • 安装在 19 英寸电子机架和 cPCI 板条箱中的电子元件

  • 高速并行数据采集

  • 高动态范围的可选放大

PNOnline 软件

  • 相机控制

  • 数据采集

  • 实时可视化

  • 实时合成成像

  • 完全原始数据访问

以下相机规格适用于所有 pnCCD (S)TEM 相机型号。

物理像素大小48 μm × 48 μm × 450 μm
物理像素数264 × 264 (69,696) 全画幅区域,外加画框存储区域
活动区域12.7 毫米× 12.7 毫米(161 毫米)2) 全画幅区域
全画幅模式下的帧速率高达 1,000 fps(264 × 264 像素)
像素合并模式(示例)

2 倍像素合并:264 x 132 宏像素 (2000 fps)

4 倍像素合并:264 x 66 宏像素 (4000 fps)

窗口模式(示例)

132 x 264 像素 (2000 fps)

24 × 264 像素 (10000 fps)

高速选项

全画幅模式下高达 2000 fps(264 x 264 像素)

4000 fps,使用 2 倍像素合并(264 x 132 微像素)

7500 fps,使用 4 倍像素合并(264 × 66 个宏像素)

图像积分时间低至 100 μs
信号(每 80 keV 初级电子)22000 个信号电子
读出噪声 (RMS)通常为 30 个信号电子
充电处理能力每像素高达 400000 个信号电子
辐射硬度

>1 x 1018TEM 电子 (80 keV) 每平方厘米

>4 x 1017TEM 电子 (200 keV) 每平方厘米

外部触发是(最多接受 4 个触发器)

pnCCD®原理

pnCCD是位于完全耗尽的硅衬底上的背照式三相CCD。它们的操作基于侧向耗尽原理和由 pn 结形成的传输寄存器。突出的特性包括均匀而薄的光子入射窗口,导致 100 eV 和 20 keV 之间的高量子效率值、出色的辐射硬度和高电荷处理能力。

固定底部摄像头

固定底部安装pnCCD(S)TEM相机设计为可轻松安装在TEM下方 - 作为单个设备或安装在现有可伸缩第三方相机下方的附加相机外壳中。它还与带有柱内过滤器(Omega 过滤器)的 TEM 兼容。摄像头配有辐射硬铅屏蔽层。

固定底部pnCCD(S)TEM相机使TEM能够以出色的质量进行广泛的实验,有关示例,请参阅STEM中的应用和TEM中的应用部分。我们的pnCCD(S)TEM Camera®用户的精选科学出版物列在出版物部分。

与现有STEM单元的同步可以实现定制特定。

伸缩式相机

可伸缩pnCCD(S)TEM相机®设计为底部安装在荧光屏下方。可伸缩性提供了灵活性的优势,可以灵活地使用各种相机系统,而无需从TEM上卸下相机。

与现有STEM单元的同步可以实现定制特定。

PNOnline 软件

PNOnline 软件提供了控制 PNDetector 的 pnCCD (S)TEM 相机系统并方便地获取高质量数据所需的所有功能。多功能实时显示器提供有关探测器上明场盘或衍射图案的即时反馈,并允许有效调整相机设置。数据可以在 STEM 或 TEM 测量模式下记录,并以 PNDetectors 的 frms6 文件格式保存,从而保证完整的原始数据访问,并且可以轻松与常见的数据分析框架一起使用,例如 LiberTEM 项目。可以选择各种掩模进行灵活的实时合成成像。

image.png


主要特点:

  • 摄像系统控制

    • 相机模式

    • 读出模式

    • 获得

  • 多功能现场显示

    • 单帧

    • 平均帧数

    • 运行平均值

    • 合成图像

    • 质心 X/Y

  • 记录数据

    • STEM/TEM模式

    • 完全原始数据访问(.frms6 数据格式)

  • 合成成像

    • 具有各种掩模形状的实时合成成像

  • 文档

    • 包含元数据的文本文件

    • 电子航海日志


亮点

pnCCD (S)TEM 相机®是一种像素化、快速、抗辐射和直接电子成像仪,适用于 TEM 和 STEM 应用

由于其出色的 300:1 信噪比(对于 80 keV 电子),可以测量 20 keV 至 300 keV 的单个初级电子。凭借高达每秒 7500 帧(133 μs 停留时间)的高读出速度,pnCCD 相机为电子显微镜开辟了新的科学和分析可能性,例如 4D-STEM 成像和低剂量/高速 TEM 成像。

新的科学技术

凭借pnCCD(S)TEM相机®的独特性能,新的科学技术变得可用。

在STEM中,可以高速和高粒度记录每个探针位置的完整2D散射模式,从而提供样品的4D数据集。这使得像叠层成像这样的复杂技术成为可能,其中振幅和相位信息可以完全恢复,并用于产生弱散射材料的高质量图像。4D数据集还可以精确确定位置、明场盘或衍射反射,从而能够测量电场和磁场以及应变。

在TEM中,可以在低至20 keV的能量下进行单电子测量。可以观察到时间分辨率远低于 1 ms 的高动态过程。

image.png


STEM的新后处理和后校正可能性

pnCCD (S)TEM 相机®提供对原始数据的完全访问。这实现了高度灵活的后处理方案。例如,可以通过在 4D 数据集上应用虚拟孔径来计算合成图像。通过使用这种虚拟衍射成像,用户可以提取BF、ABF、DF、ADF、HAADF和更多的合成图像。通过成像分析,可以在测量后改变焦点,甚至校正像差。

全新高效工作流程

由于其极高的辐射硬度,pnCCD®可用于对准和记录,使操作员能够实现高效的工作流程。高性能软件PNOnline在记录测量结果时,通过对记录的数据应用用户可选的虚拟孔径,实时计算合成图像。通过使用专用操作模式,可以根据操作员的实验需求对相机进行微调:单电子模式可在低剂量条件下实现最佳分辨率。成像模式是定量分析的理想选择,抗光晕模式可抑制电荷溢出。

image.png











【技术特点对用户带来的好处】-- PNDetector/高速电子直读像素点探测器 pnCCD (S)TEM Camera


【典型应用举例】-- PNDetector/高速电子直读像素点探测器 pnCCD (S)TEM Camera


相关电镜附件及外设