Applicazioni

La diffrazione di retrodiffusione elettronica (EBSD) è una tecnica di microscopia ampiamente utilizzata nella scienza dei materiali. Analizza gli angoli e le differenze di fase degli elettroni retrodiffusi prodotti quando un campione interagisce con un fascio di elettroni ad alta energia per determinare caratteristiche chiave come la struttura cristallina e l'orientamento dei grani. Rispetto a una tecnica tradizionale,Sinscatolamento Electron Mmicroscopio (SEM), EBSD offre una risoluzione spaziale più elevata e può ottenere dati cristallografici a livello sub-micrometrico, offrendo dettagli senza precedenti per l'analisi delle microstrutture dei materiali. Caratteristiche della tecnica EBSD EBSD combina le capacità di microanalisi diMicroscopio elettronico a trasmissione (TEM) e le capacità di analisi statistica su vasta area della diffrazione dei raggi X. L'EBSD è noto per la sua analisi della struttura cristallina ad alta precisione, la rapida elaborazione dei dati, la semplicità del processo di preparazione del campione e la capacità di combinare le informazioni cristallografiche con la morfologia microstrutturale nella ricerca sulla scienza dei materiali. Un microscopio elettronico a scansione (SEM) dotato di un sistema EBSD non solo fornisce informazioni sulla micromorfologia e sulla composizione, ma consente anche l'analisi dell'orientamento microscopico, facilitando notevolmente il lavoro dei ricercatori. Applicazione dell'EBSD in SEM Componenti del sistema EBSD Per eseguire l'analisi EBSD, è necessario un set di apparecchiature comprendente unSmicroscopio elettronico per inscatolamento ed è richiesto un sistema EBSD. Il cuore del sistema è il microscopio elettronico a scansione (SEM), che produce un fascio di elettroni ad alta energia e lo focalizza sulla superficie del campione. La parte hardware del sistema EBSD include solitamente una telecamera CCD sensibile e un sistema di elaborazione delle immagini. La telecamera CCD viene utilizzata per catturare le immagini degli elettroni retrodiffusi, mentre il sistema di elaborazione delle immagini viene utilizzato per eseguire la media dei pattern e la sottrazione dello sfondo per estrarre pattern Kikuchi chiari. Funzionamento del rilevatore EBSD Ottenere pattern di Kikuchi EBSD al SEM è relativamente semplice. Il campione viene inclinato con un angolo elevato rispetto al fascio di elettroni incidente per amplificare il segnale retrodiffuso, che viene poi ricevuto da uno schermo fluorescente collegato a una telecamera CCD. L'EBSD può essere osservato direttamente o dopo l'amplificazione e la memorizzazione delle immagini. I software possono calibrare i pattern per ottenere informazioni cristallografiche. I moderni sistemi EBSD possono effettuare misurazioni ad alta velocità e possono essere utilizzati in combinazione con sonde per spettroscopia a raggi X a dispersione di energia (EDS) per eseguire analisi composizionali ottenendo rapidamente informazioni sull'orientamento del campione. Princi...

La tecnologia a fascio ionico focalizzato (FIB) è diventata parte integrante dei moderni progressi tecnologici, in particolare nella produzione di semiconduttori e nella nanofabbricazione. Sebbene la tecnologia FIB sia ben nota, la sua storia e il suo sviluppo non sono ampiamente noti.Fascio ionico focalizzato (FIB) è uno strumento di microtaglio che utilizza lenti elettromagnetiche per focalizzare un fascio di ioni in un'area molto piccola.La FIB prevede l'accelerazione di ioni da una sorgente ionica (la maggior parte delle FIB utilizza Ga, ma alcuni dispositivi hanno sorgenti di ioni He e Ne) e la successiva focalizzazione del fascio sulla superficie del campione.Microscopio elettronico a scansione a fascio ionico focalizzato (FIB-SEM) CIQTEK DB550 Origine della tecnologia FIB A partire dal XX secolo, la nanotecnologia si è rapidamente sviluppata come campo emergente nella scienza e nella tecnologia. Attualmente, la nanotecnologia rappresenta uno dei settori più all'avanguardia del progresso scientifico e tecnologico e ha implicazioni significative per lo sviluppo economico e sociale come strategia nazionale. Le nanostrutture possiedono proprietà uniche grazie alle loro unità strutturali che si avvicinano alla lunghezza di coerenza degli elettroni e alla lunghezza d'onda della luce, determinando effetti superficiali e interfacciali, effetti dimensionali ed effetti dimensionali quantistici. Presentano numerose caratteristiche innovative in elettronica, magnetismo, ottica e meccanica e possiedono un enorme potenziale nelle applicazioni di dispositivi ad alte prestazioni. Lo sviluppo di nuove strutture e dispositivi su scala nanometrica richiede il progresso di tecniche di micro-nanofabbricazione precise, multidimensionali e stabili. I processi di micro-nanofabbricazione sono estesi e comunemente coinvolgono tecniche come l'impianto ionico, la fotolitografia, l'incisione e la deposizione di film sottili. Negli ultimi anni, con la tendenza alla miniaturizzazione nei moderni processi di produzione, la tecnologia Focused Ion Beam (FIB) è stata sempre più applicata nella fabbricazione di micro-nanostrutture in vari campi, diventando una tecnica indispensabile e importante nella micro-nanofabbricazione.La tecnologia FIB è sviluppata sulla base dei sistemi convenzionali a fascio ionico e a fascio elettronico focalizzato, ed è essenzialmente identica. Rispetto ai fasci elettronici, la tecnologia FIB scansiona la superficie del campione utilizzando un fascio ionico generato da una sorgente ionica dopo accelerazione e focalizzazione. Poiché gli ioni hanno una massa molto maggiore degli elettroni, anche gli ioni più leggeri, come gli ioni H+, hanno una massa oltre 1800 volte superiore a quella degli elettroni. Ciò consente al fascio ionico non solo di ottenere capacità di imaging ed esposizione simili ai fasci elettronici, ma anche di utilizzare la massa elevata degli ioni per polverizzare atomi da superfici solide, rendendolo uno strumento di elaborazione ...

Creare un'immagine perfetta richiede una combinazione di conoscenze teoriche ed esperienza pratica e un equilibrio tra molti fattori. Questo processo può incontrare alcune difficoltà nell'uso di Microscopio elettronico. UNstigmatismo L'astigmatismo è una delle correzioni più difficili da apportare a un'immagine e richiede pratica. L'immagine centrale nella figura seguente è un'immagine correttamente messa a fuoco dopo la correzione dell'astigmatismo. Le immagini a sinistra e a destra sono esempi di una correzione dell'astigmatismo inadeguata, che si traduce in strisce allungate nell'immagine. Per ottenere immagini precise, la sezione trasversale delFascio di elettroni(sonda) dovrebbe essere circolare quando raggiunge il campione. La sezione trasversale della sonda potrebbe deformarsi, assumendo una forma ellittica. Ciò può essere causato da una serie di fattori come la precisione della lavorazione e difetti nell'espansione polare magnetica o nell'avvolgimento in rame nella fusione della bobina ferromagnetica. Questa deformazione è chiamata vignettatura e può causare difficoltà di messa a fuoco. Grave aLo stigmatismo è una delle correzioni più difficili da apportare a un'immagine e richiede pratica. L'immagine centrale nella figura seguente è un'immagine correttamente messa a fuoco dopo la correzione dell'astigmatismo. Le immagini sinistra e destra sono esempi di una scarsa correzione dell'astigmatismo, che si traduce in strisce allungate nell'immagine. Queste possono manifestarsi come "strisce" nella direzione X dell'immagine. Man mano che l'immagine passa da sottomessa a sovramessa a fuoco, le strisce si spostano nella direzione Y. Quando la messa a fuoco è precisa, le strisce scompaiono e, se la dimensione del punto è appropriata, è possibile ottenere una messa a fuoco corretta. Quando ingrandito circa 10.000 volte, se non ci sono strisce in entrambe le direzioni quando l'obiettivo è regolato su sotto-fuoco o sovra-fuoco, generalmente si ritiene che non ci sia UNstigmatismonell'immagine. Astigmatismo è solitamente trascurabile nelle immagini con ingrandimento inferiore a 1000 volte. L'approccio migliore per correggere la vignettatura è impostare gli offset della vignettatura X e Y su zero (ovvero, no UNstigmatismo correzione) e quindi mettere a fuoco il campione il più finemente possibile. Quindi regolare l'asse X o Y UNstigmatismo controllo (non può essere regolato simultaneamente) per ottenere l'immagine migliore e rimettere a fuoco. Effetti di bordo Gli effetti di bordo si verificano a causa del miglioramentoElEmissione di elettroniai bordi del campione. Gli effetti di bordo sono causati dall'influenza della morfologia sulla generazione di elettroni secondari e sono anche la causa del contorno dell'immagine prodotto dal rivelatore di elettroni secondari. Gli elettroni fluiscono preferenzialmente verso i bordi e i picchi ed emettono da questi, con conseguente riduzione dell'intensità del segnale nelle aree ostruite dal rivelatore, come le rie...

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Definizione e caratteristiche dei cristalli: I cristalli sono materiali formati dalla disposizione regolare e periodica di particelle (molecole, atomi, ioni) nello spazio tridimensionale. I cristalli possono essere classificati in singoli cristalli e policristalli. La formazione di cristalli comporta il processo di particelle che si dispongono in uno schema regolare. La disposizione regolare delle particelle dà origine a una struttura strutturata all'interno del cristallo, rendendo i solidi di cristalli con una struttura reticolare specifica. I cristalli mostrano forme geometriche regolari, hanno punti di fusione fissi e mostrano proprietà anisotropiche come resistenza meccanica, conducibilità termica ed espansione termica. I cristalli sono di natura abbondante e la maggior parte dei materiali solidi trovati in natura sono cristalli. Gas, liquidi e materiali amorfi possono anche trasformarsi in cristalli in condizioni adeguate. La diffrazione dei raggi X è comunemente usata per identificare se un materiale è un cristallo o no. punto di fusione e distribuzione di cristalli: La disposizione regolare degli atomi nei cristalli contribuisce ai loro punti fissi di fusione e solidificazione, che è una caratteristica distintiva dei cristalli rispetto ai materiali amorfi. I cristalli sono diversi nella morfologia in natura, che vanno da sostanze comuni come sale e zucchero, minerali che compongono la crosta terrestre, ai metalli e ai materiali a semiconduttore. Electron M icroscopi ed EBSD Le tecniche possono aiutare a comprendere la stabilità dei cristalli in condizioni diverse e fornire approfondimenti scientifici per la selezione e le applicazioni dei materiali. cristalli e policristalli singoli: Un singolo cristallo è costituito da un reticolo di cristallo continuo in cui la disposizione atomica rimane coerente in tutto il cristallo, con conseguenti proprietà anisotropiche del cristallo. I cristalli singoli sono ideali per alcune applicazioni, come i singoli cristalli di silicio utilizzati come materiale di base per i circuiti integrati nel settore dei semiconduttori.

Di recente, un documento di ricerca intitolato "La modulazione fononica del rilassamento del retaggio di spin in quadri di qubit molecolari" da parte del team di ricerca guidato da Sun Lei della School of Science della Westlake University è stato pubblicato su Nature Communications. Figura 1: rete di legame idrogeno e modulazione fonone del rilassamento del retaggio di spin in MQFS Il team ha usato ciqtek pulsato e lectron p aramagnetic r esonanza (EPR) s Piectroscopia X-banda EPR100 e Wand-W900 W900 per caratterizzare due materiali quadranti a qubit molecolari contenenti radicali semi-chinone. Figura 2: Spin Dynamic Properties di MGHOTP e Tihotp Hanno scoperto che le reti di legame idrogeno in questi materiali hanno portato a una riduzione della rigidità strutturale, con conseguenti fononi ottici sub-terahertz, ridotta temperatura di debye, aumento della densità di fononi acustici degli stati e ha promosso rilassamento del reticolo di spin. La sostituzione del deuterio nella rete di legame idrogeno ha ulteriormente abbassato le frequenze del fonone ottico e ha abbreviato il tempo di rilassamento del reticolo di spin. Figura 3: Spettri vibrazionali di MGHOTP e TIHOTP Sulla base di questi risultati, i ricercatori hanno proposto una progettazione di quadri di qubit molecolari per controllare precisamente la dispersione fonone, sopprimere il rilassamento dei retti di spin e migliorare le prestazioni del qubit. Questo risultato fornisce nuove approfondimenti e opportunità per l'integrazione a stato solido e applicazioni di informazioni quantistiche delle qubit di spin di elettroni molecolari. Figura 4: meccanismo di rilassamento del reticolo spin di MGHOTP e TIHOTP Figura 5: Influenza della sostituzione del deuterio nella rete di legame idrogeno su fononi ottici a bassa frequenza e rilassamento del retaggio di spin in mgotp In sintesi, questo studio ha rivelato che la rigidità strutturale dei materiali del framework del qubit molecolare può essere utilizzata per controllare la dispersione dei fononi, sopprimere il rilassamento dei retti di spin e migliorare la coerenza quantistica e l'intervallo di temperatura applicabile. I risultati della ricerca possono potenzialmente far avanzare l'integrazione a stato solido e la tecnologia informatica quantistica molecolare delle qubit di spin di elettroni molecolari.

Cos'è il processo di Rcristallizzazione P? La ricristallizzazione è un fenomeno importante nella scienza dei materiali che comporta il recupero microstrutturale del materiale dopo la deformazione plastica. Questo processo è fondamentale per comprendere le proprietà dei materiali e ottimizzare le tecniche di lavorazione. Meccanismi e Cclassificazione della cristallizzazione R I processi di ricristallizzazione sono tipicamente innescati dal trattamento termico o dalla deformazione termica e comportano il naturale recupero dei materiali dopo la generazione di difetti durante la deformazione. Difetti come dislocazioni e confini dei grani promuovono la riduzione dell'energia libera dal sistema ad alte temperature attraverso il riarrangiamento e l'annientamento delle dislocazioni, portando alla formazione di nuove strutture dei grani. La ricristallizzazione può essere classificata in ricristallizzazione statica (SRX) e ricristallizzazione dinamica (DRX). L'SRX avviene durante i processi di ricottura, mentre il DRX avviene durante la deformazione termica. Inoltre, la ricristallizzazione può essere ulteriormente suddivisa in base a meccanismi specifici, come la ricristallizzazione dinamica continua (CDRX), la ricristallizzazione dinamica discontinua (DDRX), la ricristallizzazione dinamica geometrica (GDRX) e la ricristallizzazione metadinamica (MDRX). Queste classificazioni non sono definite in modo rigoroso e i ricercatori possono avere interpretazioni diverse. Fattori che influenzano la ricristallizzazione Il processo di ricristallizzazione è influenzato da vari fattori, tra cui l'energia di guasto di impilamento (γSFE), la dimensione iniziale dei grani, le condizioni di trattamento termico e le particelle della seconda fase. L'entità dell'energia della faglia di impilamento determina la rottura della dislocazione e la mobilità, influenzando così la velocità di ricristallizzazione. Granulometrie iniziali più piccole e condizioni di trattamento termico adeguate, come temperatura elevata e velocità di deformazione basse, facilitano la ricristallizzazione. Le particelle della seconda fase possono influenzare in modo significativo il processo di ricristallizzazione ostacolando il movimento dei bordi del grano. Applicazione di tecniche di imaging EBSD e TEM sono due tecniche di imaging classiche utilizzate negli studi sulla ricristallizzazione. EBSD analizza la distribuzione e la percentuale dei grani ricristallizzati utilizzando la mappa DefRex, sebbene le limitazioni della risoluzione possano porre problemi di precisione. TEM, d'altra parte, fornisce un'osservazione diretta delle sottostrutture materiali, come le dislocazioni, offrendo una prospettiva più intuitiva per gli studi sulla ricristallizzazione. Applicazione dell'EBSD negli studi sulla ricristallizzazione L'EBSD viene utilizzato per determinare se i grani hanno subito ricristallizzazione osservando i bordi dei grani. Ad esempio, nelle mappe DefRex delle leghe TNM forgiate, i grani circondati da ...

I microscopi Eelettronici a trasmissione (TEM) e i microscopi elettronici a scansione (SEM) sono strumenti indispensabili nella moderna ricerca scientifica. Rispetto ai microscopi ottici, i microscopi elettronici offrono una risoluzione più elevata, consentendo l'osservazione e lo studio della microstruttura dei campioni su scala più piccola. I microscopi elettronici possono fornire immagini ad alta risoluzione e ad alto ingrandimento utilizzando le interazioni tra un fascio di elettroni e un campione. Ciò consente ai ricercatori di ottenere informazioni critiche che potrebbero essere difficili da ottenere con altri metodi. Quale microscopio è più adatto a te? Quando si sceglie la tecnica di microscopia elettronica appropriata per le proprie esigenze, è necessario considerare vari fattori per determinare la soluzione migliore. Ecco alcune considerazioni che possono aiutarti a prendere una decisione: Emissione di campo TEM | TH-F120 Scopo dell'analisi: Innanzitutto, è importante determinare lo scopo dell'analisi. Diverse tecniche di microscopia elettronica sono adatte a diversi tipi di analisi. a. Se sei interessato alle caratteristiche della superficie di un campione, come il rilevamento di rugosità o contaminazione, un Sinscatolamento Eelettrone Mil microscopio (SEM) potrebbe essere più adatto. b. Tuttavia, un microscopio elettronico a trasmissione (TEM) può essere più appropriato se si desidera comprendere la struttura cristallina di un campione o rilevare difetti strutturali o impurità. Requisiti di risoluzione: A seconda dei requisiti di analisi, potresti avere esigenze di risoluzione specifiche. A questo proposito, il TEM ha generalmente una risoluzione maggiore capacità rispetto al SEM. Se è necessario eseguire imaging ad alta risoluzione, in particolare per l'osservazione di strutture fini, la TEM potrebbe essere più adatta. Scampione Preparazione: Una considerazione importante è la complessità della preparazione del campione . a. I campioni SEMin genere richiedono una preparazione minima o nulla e il SEM consente una maggiore flessibilità nelle dimensioni del campione , poiché possono essere montati direttamente sul campione palcoscenico per l'imaging. b. Al contrario, il processo di preparazione del campione per TEM è molto più complesso e richiede il funzionamento di ingegneri esperti. I campioni TEM devono essere estremamente sottili, tipicamente inferiori a 150 nm, o anche inferiori a 30 nm, e il più piatti possibile. Ciò significa che la preparazione del campione TEM potrebbe richiedere più tempo e competenze. Tipo di immagini: SEM fornisce immagini tridimensionali dettagliate della superficie del campione , mentre TEM fornisce immagini di proiezione bidimensionali della struttura interna del campione. a. La scansione Electron Microscope (SEM) fornisce immagini tridimensionali della morfologia superficiale del campione . Viene utilizzato principalmente per l'analisi morfologica. Se è necessario esaminare la morfologia superficiale di...