SEM中纳米材料表征的无与伦比的解决方案

SEM透射菊池衍射（TKD）方法允许表征纳米结构。

扫描电子显微镜（SEM）中的透射菊池衍射（TKD）于2012年首次提出，然后由于其与电子反向散射衍射（EBSD）相比具有更好的空间分辨率，因此迅速成为一种成熟的技术。TKD，又名t-EBSD（透射-EBSD）需要将电子透明样品水平放置或略微倾斜在电子束下方，以便EBSD相机从样品平面下方捕获透射的菊池图案。

最初的样品检测器配置，也称为离轴TKD（见图1.b））在几年后通过引入轴上TKD（见图1.c）进行了优化，从而显着提高了信号产量并减少了图案中的侏儒投影失真。为了实现这一目标，我们修改了标准的垂直EBSD屏幕（见图1.a），使其类似于STEM探测器，其特点是平面镜倾斜45度，放置在水平屏幕/闪烁体下方（见图1.c））。

新的和改进的TKD探测器头自2015年以来一直以OPTIMUS TKD的名义上市。它的引入使基于SEM的TKD在空间分辨率，数据采集速度和数据完整性方面取得了显着进步。OPTIMUS通过能够表征以前需要透射电子显微镜（TEM）的纳米材料，扩大了TKD的应用范围。OPTIMUS TKD还被成功用于表征电子束敏感和软材料[11]，推动了低能透射电子显微镜的研究。

什么是OPTIMUS 2，它如何扩展TKD的应用领域？
OPTIMUS 2是OPTIMUS TKD的继任者，是与丹麦哥本哈根DTU Nanolab的一组研究人员合作项目的结果。OPTIMUS 2 带来了新的成像功能，可提高制图过程中的空间分辨率，并提高数据质量和完整性。这些进步允许在原位加热或拉伸实验期间进行轴TKD测量，并能够使用带有浸入式镜头的某些SEM的超高分辨率模式进行方向映射，这是迄今为止不可能实现的壮举。

OPTIMUS 2 的主要新功能是什么？与原来的 OPTIMUS TKD 探测器头相比，它有何改进？
有四个关键的新功能：

OPTIMUS Vue屏幕，其中心有一个硅二极管，用于类似明场（BF）的成像
先进的合金，可减少对电子束的干扰
在屏幕有源层中增加新的薄膜，以提高信号质量
优化的屏幕框架设计，改善用户体验

来自行业的见解
SEM中纳米材料表征的无与伦比的解决方案
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布鲁克纳米分析五月 28 2021

来自行业的见解
丹尼尔·戈兰博士
高级产品经理
布鲁克纳米分析
在这次采访中，布鲁克纳米分析 EBSD 高级产品经理 Daniel Goran 博士与 AZoM 讨论了 SEM 中新的增强型轴 TKD 解决方案。
请向我们的读者介绍一下您自己，并告诉我们您在布鲁克纳米分析中的角色。
我是一个“无可救药”的工程师和太空爱好者。我于 2009 年加入布鲁克，担任 EBSD 应用科学家，自 2012 年以来，我一直负责 EBSD 产品、产品开发和新应用程序开发，与全球多个团队合作。

SEM透射菊池衍射（TKD）方法允许表征纳米结构。请您简要解释一下TKD，它的历史以及它如何改善纳米材料领域？
扫描电子显微镜（SEM）中的透射菊池衍射（TKD）于2012年首次提出，然后由于其与电子反向散射衍射（EBSD）相比具有更好的空间分辨率，因此迅速成为一种成熟的技术。TKD，又名t-EBSD（透射-EBSD）需要将电子透明样品水平放置或略微倾斜在电子束下方，以便EBSD相机从样品平面下方捕获透射的菊池图案。

最初的样品检测器配置，也称为离轴TKD（见图1.b））在几年后通过引入轴上TKD（见图1.c）进行了优化，从而显着提高了信号产量并减少了图案中的侏儒投影失真。为了实现这一目标，我们修改了标准的垂直EBSD屏幕（见图1.a），使其类似于STEM探测器，其特点是平面镜倾斜45度，放置在水平屏幕/闪烁体下方（见图1.c））。

新的和改进的TKD探测器头自2015年以来一直以OPTIMUS TKD的名义上市。它的引入使基于SEM的TKD在空间分辨率，数据采集速度和数据完整性方面取得了显着进步。OPTIMUS通过能够表征以前需要透射电子显微镜（TEM）的纳米材料，扩大了TKD的应用范围。OPTIMUS TKD还被成功用于表征电子束敏感和软材料[11]，推动了低能透射电子显微镜的研究。
样品检测器几何形状：EBSD a），常规TKD b）和轴上TKD c）。

图 1.样品检测器几何形状：EBSD a），常规TKD b）和轴上TKD c）。图片来源：布鲁克纳米分析
什么是OPTIMUS 2，它如何扩展TKD的应用领域？
OPTIMUS 2是OPTIMUS TKD的继任者，是与丹麦哥本哈根DTU Nanolab的一组研究人员合作项目的结果。OPTIMUS 2 带来了新的成像功能，可提高制图过程中的空间分辨率，并提高数据质量和完整性。这些进步允许在原位加热或拉伸实验期间进行轴TKD测量，并能够使用带有浸入式镜头的某些SEM的超高分辨率模式进行方向映射，这是迄今为止不可能实现的壮举。

OPTIMUS 2 的主要新功能是什么？与原来的 OPTIMUS TKD 探测器头相比，它有何改进？
有四个关键的新功能：

OPTIMUS Vue屏幕，其中心有一个硅二极管，用于类似明场（BF）的成像
先进的合金，可减少对电子束的干扰
在屏幕有源层中增加新的薄膜，以提高信号质量
优化的屏幕框架设计，改善用户体验
OPTIMUS Vue是最重要的新功能，因为它带来了重大的规范改进，并实现了强大的新软件功能。一些好处包括：

1.通过在获取TKD图谱之前提供优化光束聚焦和散光设置的完美条件，实现最佳空间分辨率
2.在SEM的原位实验期间，使用新的ESPRIT TRM功能进行时间分辨测量，近乎实时地可视化电子透明样品
3.改进的数据完整性：高对比度BF样图像是ESPRIT漂移校正功能使用的图像相关算法的理想输入数据。这种优势对于TKD贴图尤其重要，因为TKD贴图的光束和/或样品漂4.移仅为几十纳米，除非漂移校正具有很高的精度，否则可能会在图中产生可见的伪影。
5.提高生产率：现在可以使用新的ESPRIT MaxYield功能对类似BF的图像进行二值化，并用作掩模，以有效映射分散的样品，如含有纳米颗粒或纳米棒的网格
6.在新的ESPRIT FIL-TKD（全浸入式镜头TKD）功能的校准过程中，便利性，效率和成功率首次实现了使用浸入式镜头模式（也称为UHR模式）对某些电子柱进行TKD映射