EBSD 探测器在透射菊池衍射技术中的应用第一篇

牛津仪器科技

2017.7.03

作者牛津仪器

TA的动态

在这篇应用中，我们从速度和标定率两方面来验证最新的Symmetry EBSD探测器在TKD分析方面带来的革命性的突破。

等通道角挤压（ECAP）的变形Al-Sc合金：下图采集了整个穿孔周围的薄区，面积超过110mmx120mm，步长50nm，速度达到974点/秒，同时标定率超过90%。整个数据采集时间约45min。

(大变形Al-Sc合金IPF取向分布图)

TKD样品的薄区是楔形的，在穿孔周围很薄，小于50nm；而越远离穿孔的区域越厚，甚至超过500nm。TKD的衍射花样相比于普通的EBSD衍射花样，其亮度会随样品厚度的改变发生剧烈的变化。在样品很薄的区域，因为电子束散射得少，所以衍射信号很弱，花样不易采集清楚；在样品很厚的区域，电子束散射多，衍射花样亮度大，采集就很容易过曝光。

传统的EBSD探测器，基于CCD传感器技术，限于CCD技术本身的缺陷，只能在样品薄区中选择恰当的厚度区域曝光。在过薄和过厚的区域，都无法采集到清晰的花样，无法进行采集和分析。而基于CMOS传感器技术的Symmetry EBSD探测器则不同。CMOS传感器具有很高的灵敏度和很宽的动态范围（Dynamic Range），既可以对很弱的衍射花样清晰成像；也可以对很亮的衍射花样成像并且不会产生曝光过度的现象。因此只有利用Symmetry，才能将如此宽的TKD样品穿孔周围的整个薄区做出来。这样，用户就可以在整个薄区做面分布，图中选择感兴趣的区域，减小步长，进行更详细的分析。

这个数据也说明了Symmetry探测器的高灵敏度快速优势。从来没有TKD分析能达到接近1000点/秒的速率，90%的标定率。由于TKD衍射花样信号相对比较弱，利用常规的EBSD探测器做TKD分析一般分析速度并不高，实际速度最多能达到100点/秒左右。TKD是很具有挑战性的分析，在这类分析应用中，Symmetry探测器的优势显而易见，比常规探测器快了近10倍的速度。

Symmetry是牛津仪器公司基于CMOS技术开发的全新一代EBSD探测器，拥有空前的性能和易用性。它的速度能达到3000点/秒，是之前世界上最快EBSD探测器的两倍；同时它又是高分辨EBSD探测器，其花样分辨率能达到1244x1024像素。

透射菊池衍射技术（TKD）能大大的提高EBSD的空间分辨率，实用步长从50nm左右提高到2nm左右。能解决很多常规EBSD无法解决的问题，尤其是针对大变形和纳米晶体的材料，弥补了传统TKD实验受限于花样变形、衍射信号弱、数据采集速度和标定率都不高的缺点。