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透射能谱,无窗是王道!(上)

牛津仪器科技
2018.1.15

材料科研者们通过透射电镜来观察材料的结构缺陷、原子排列等,在此基础上,能谱则可以提供额外的元素信息以帮助他们更加深入了解材料特性、从而辅助材料设计。透射电镜从钨灯丝到场发射球差电镜经历了一系列技术变革,透射能谱采集系统作为透射电镜上不可或缺的附件也在不断的升级完善,今天小编带大家回顾一下牛津仪器透射能谱采集系统的发展历程。

硬件上,探测器从历史悠久的液氮制冷进化到电制冷,这不仅方便了广大用户的使用,而且大大提高了计数率。

上图所示为液氮制冷探头(黄色谱图)与电制冷探头X-Max 65T(红色谱图)的对比,很明显X-Max 65T的信号量有大幅提升,在低能端的探测灵敏性也有明显提高。计数率的提高不仅提高了效率,也将透射中能谱的应用从点分析扩展到了面分析。

在以往的透射能谱分析中,受限于信号量不足,通常只进行单点测试,这样获得的信息量是非常有限的,也可能因而错失一些细节信息。下图所示就是利用X-Max 80T表征AgSe/ZnSe异质结中成分的分布。图中箭头所示的Ag连接节点只有约4 nm宽,如果只进行点扫描,很难发现中间Ag的存在。

特别感谢中国科学技术大学龚明教授提供的以上数据

此基础上,为了达到原子级元素分布表征及提高轻元素的分析能力,X-Max TSR(活区晶体面积为80 mm2)及100TLE(活区晶体面积为100 mm2)应运而生,他们都采用了最新的无窗技术,具有更高的X-Ray收集效率及轻元素探测灵敏性。下图为利用TSR观察到闪存微区存在N元素,并清晰显示仅10nm厚线状N元素分布图。右图所示为100TLE所探测到的SrTiO3 [100]入射方向的Sr、Ti原子列排布。

由此可见,无窗大面积能谱是透射用能谱的趋势。 

除了探测器硬件的变化,透射能谱的结果往往还受到其它多方面因素的影响,如样品表面质量、样品厚度以及高倍下样品的漂移、谱峰重叠造成的误差等,在下篇应用笔记中小编将为大家解读牛津仪器的AZtec软件如何实现高倍下漂移矫正及真实面分布的功能。

如需完整资料可致电 400 678 0609, 或邮件至info.china@oxinst.com 免费索取。

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