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Die Elektronenrückstreubeugung (EBSD) ist eine weit verbreitete Mikroskopietechnik in der Materialwissenschaft. Sie analysiert die Winkel und Phasenunterschiede der rückgestreuten Elektronen, die bei der Wechselwirkung einer Probe mit einem hochenergetischen Elektronenstrahl entstehen, um wichtige Eigenschaften wie Kristallstruktur und Kornorientierung zu bestimmen. Im Vergleich zu einer herkömmlichenSKonserven Electron MMikroskop (SEM)EBSD bietet eine höhere räumliche Auflösung und kann kristallografische Daten auf Submikrometerebene erfassen, wodurch beispiellose Details für die Analyse von Materialmikrostrukturen zur Verfügung stehen. Merkmale der EBSD-Technik EBSD kombiniert die Mikroanalysefähigkeiten vonTransmissionselektronenmikroskop (TEM) und die großflächigen statistischen Analysemöglichkeiten der Röntgenbeugung. EBSD ist bekannt für seine hochpräzise Kristallstrukturanalyse, schnelle Datenverarbeitung, einfache Probenvorbereitung und die Fähigkeit, kristallographische Informationen mit mikrostruktureller Morphologie in der Materialforschung zu kombinieren. Ein mit einem EBSD-System ausgestattetes SEM liefert nicht nur Informationen zur Mikromorphologie und Zusammensetzung, sondern ermöglicht auch eine mikroskopische Orientierungsanalyse, was die Arbeit der Forscher erheblich erleichtert. Anwendung von EBSD im SEM Wenn im Rasterelektronenmikroskop (REM) ein Elektronenstrahl mit der Probe interagiert, entstehen verschiedene Effekte, darunter die Beugung von Elektronen an regelmäßig angeordneten Kristallgitterebenen. Diese Beugungen bilden ein „Kikuchi-Muster“, das nicht nur Informationen über die Symmetrie des Kristallsystems enthält, sondern auch direkt dem Winkel zwischen Kristallebenen und kristallographischen Achsen entspricht und in direktem Zusammenhang mit dem Kristallsystemtyp und den Gitterparametern steht. Diese Daten können zur Identifizierung von Kristallphasen mittels EBSD-Technik verwendet werden. Bei bekannten Kristallphasen entspricht die Orientierung des Kikuchi-Musters direkt der Orientierung des Kristalls. EBSD-Systemkomponenten Zur Durchführung der EBSD-Analyse wird eine Reihe von Geräten benötigt, darunter einSEinmachen Elektronenmikroskop Ein EBSD-System ist erforderlich. Kernstück des Systems ist das SEM, das einen hochenergetischen Elektronenstrahl erzeugt und auf die Probenoberfläche fokussiert. Der Hardwareteil des EBSD-Systems umfasst üblicherweise eine empfindliche CCD-Kamera und ein Bildverarbeitungssystem. Die CCD-Kamera erfasst die Rückstreuelektronenbilder, und das Bildverarbeitungssystem führt Mustermittelung und Hintergrundsubtraktion durch, um klare Kikuchi-Muster zu extrahieren. Funktionsweise des EBSD-Detektors Die Gewinnung von EBSD-Kikuchi-Mustern im Rasterelektronenmikroskop (REM) ist relativ einfach. Die Probe wird in einem steilen Winkel zum einfallenden Elektronenstrahl geneigt, um das Rückstreusignal zu verstärken. Dieses wird dann von einem an eine CCD-Kamera angeschlossenen Fluoreszenzschirm ...

Die Fokussierte Ionenstrahltechnologie (FIB) ist zu einem wesentlichen Bestandteil moderner technologischer Fortschritte geworden, insbesondere in der Halbleiterfertigung und Nanofabrikation. Obwohl die FIB-Technologie bekannt ist, sind ihre Geschichte und Entwicklung kaum bekannt.Fokussierter Ionenstrahl (FIB) ist ein Mikroschneidinstrument, das elektromagnetische Linsen verwendet, um einen Ionenstrahl auf einen sehr kleinen Bereich zu fokussieren.Bei der FIB werden Ionen aus einer Ionenquelle beschleunigt (die meisten FIBs verwenden Ga, einige Geräte verfügen jedoch über He- und Ne-Ionenquellen) und der Strahl dann auf die Oberfläche der Probe fokussiert.CIQTEK DB550 Fokussiertes Ionenstrahl-Rasterelektronenmikroskop (FIB-SEM) Ursprung der FIB-Technologie Seit dem 20. Jahrhundert hat sich die Nanotechnologie rasant zu einem aufstrebenden Wissenschafts- und Technologiefeld entwickelt. Sie zählt heute zu den wichtigsten Bereichen des wissenschaftlichen und technologischen Fortschritts und hat als nationale Strategie erhebliche Auswirkungen auf die wirtschaftliche und soziale Entwicklung. Nanostrukturen besitzen einzigartige Eigenschaften, da ihre Struktureinheiten annähernd die Kohärenzlänge von Elektronen und die Wellenlänge von Licht erreichen. Dies führt zu Oberflächen- und Grenzflächeneffekten, Größeneffekten und Quantengrößeneffekten. Sie weisen viele neuartige Eigenschaften in den Bereichen Elektronik, Magnetismus, Optik und Mechanik auf und bergen ein enormes Potenzial für die Anwendung in Hochleistungsgeräten. Die Entwicklung neuartiger nanoskaliger Strukturen und Geräte erfordert die Weiterentwicklung präziser, mehrdimensionaler und stabiler Mikro-Nanofabrikationstechniken. Mikro-Nanofabrikationsprozesse sind umfangreich und umfassen üblicherweise Techniken wie Ionenimplantation, Photolithografie, Ätzen und Dünnschichtabscheidung. In den letzten Jahren wurde die Focused Ion Beam (FIB)-Technologie aufgrund des Trends zur Miniaturisierung moderner Fertigungsprozesse zunehmend bei der Herstellung von Mikro- und Nanostrukturen in verschiedenen Bereichen eingesetzt und hat sich zu einer unverzichtbaren und wichtigen Technik in der Mikro- und Nanofabrikation entwickelt.Die FIB-Technologie basiert auf konventionellen Ionenstrahl- und fokussierten Elektronenstrahlsystemen und ist im Wesentlichen identisch. Im Vergleich zu Elektronenstrahlen tastet FIB die Probenoberfläche mit einem Ionenstrahl ab, der von einer Ionenquelle nach Beschleunigung und Fokussierung erzeugt wird. Da Ionen eine viel größere Masse als Elektronen besitzen, sind selbst die leichtesten Ionen, wie z. B. H+-Ionen, über 1800-mal so schwer wie Elektronen. Dadurch erreicht der Ionenstrahl nicht nur ähnliche Bildgebungs- und Belichtungsfähigkeiten wie Elektronenstrahlen, sondern nutzt auch die hohe Masse der Ionen, um Atome von festen Oberflächen abzusputtern, was ihn zu einem direkten Bearbeitungswerkzeug macht. Durch Kombination mit chemischen Gasen kann FIB auch die Ablagerung...

Die Erstellung eines perfekten Bildes erfordert eine Kombination aus theoretischem Wissen und praktischer Erfahrung sowie die Abwägung vieler Faktoren. Dieser Prozess kann bei der Verwendung von Elektronenmikroskop. AStigmatisierung Astigmatismus ist eine der schwierigsten Bildkorrekturen und erfordert Übung. Das mittlere Bild in der folgenden Abbildung zeigt ein korrekt fokussiertes Bild nach der Astigmatismuskorrektur. Die linken und rechten Bilder zeigen eine unzureichende Astigmatismuskorrektur, die zu gestreckten Streifen im Bild führt. Um eine präzise Abbildung zu erreichen, muss der Querschnitt desElektronenstrahl(Sonde) sollte beim Auftreffen auf die Probe kreisförmig sein. Der Querschnitt der Sonde kann sich verformen und eine elliptische Form annehmen. Dies kann durch verschiedene Faktoren verursacht werden, wie z. B. Bearbeitungsgenauigkeit und Defekte im Magnetpolstück oder in der Kupferwicklung beim Guss der ferromagnetischen Spule. Diese Verformung wird Vignettierung genannt und kann zu Fokussierungsschwierigkeiten führen. Schwere aStigmatismus ist eine der schwierigsten Bildkorrekturen und erfordert Übung. Das mittlere Bild in der folgenden Abbildung zeigt ein korrekt fokussiertes Bild nach der Astigmatismuskorrektur. Die Bilder links und rechts zeigen eine unzureichende Astigmatismuskorrektur, die zu gestreckten Streifen im Bild führt. Diese Streifen können sich als „Streifen“ in X-Richtung im Bild manifestieren. Beim Übergang von Unter- zu Überfokussierung verschieben sich die Streifen in Y-Richtung. Bei präziser Fokussierung verschwinden die Streifen, und bei entsprechender Punktgröße kann eine korrekte Fokussierung erreicht werden. Wenn bei einer Vergrößerung von etwa 10.000-fach keine Streifen in beide Richtungen sichtbar sind, wenn das Objektiv auf Unter- oder Überfokus eingestellt ist, wird allgemein angenommen, dass es keine AStigmatisierungim Bild. EinStigmatisierung ist bei Bildern mit einer Vergrößerung unter 1000 normalerweise vernachlässigbar. Der beste Ansatz zur Korrektur der Vignettierung besteht darin, die X- und Y-Vignettierungsoffsets auf Null zu setzen (d. h. keine AStigmatisierung Korrektur) und fokussieren Sie dann das Präparat so fein wie möglich. Stellen Sie dann die X- oder Y- AStigmatisierung Steuerung (kann nicht gleichzeitig eingestellt werden), um das beste Bild zu erhalten und neu zu fokussieren. Randeffekte Randeffekte entstehen durch verstärkteElElektronenemissionan den Rändern der Probe. Die Randeffekte entstehen durch den Einfluss der Morphologie auf die Erzeugung von Sekundärelektronen und sind auch die Ursache für die vom Sekundärelektronendetektor erzeugte Bildkontur. Elektronen strömen bevorzugt zu den Rändern und Spitzen und treten dort aus, was zu einer geringeren Signalintensität in vom Detektor verdeckten Bereichen, wie z. B. Vertiefungen, führt. Rückstreuelektronen, die aus dem dem Detektor zugewandten Bereich der Probe emittiert werden, verstärken ebenfalls den topografischen Kontrast. Ei...

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Definition und Eigenschaften von Kristallen: Kristalle sind Materialien, die durch die reguläre und regelmäßige Anordnung von Partikeln (Molekülen, Atomen, Ionen) im dreidimensionalen Raum gebildet werden. Kristalle können in Einzelkristalle und Polykristalle eingeteilt werden. Die Bildung von Kristallen beinhaltet den Prozess der Partikel, die sich in einem regelmäßigen Muster anordnen. Die regelmäßige Anordnung von Partikeln führt zu einem strukturierten Gerät im Kristall, wodurch Kristalle Feststoffe mit einer bestimmten Gitterstruktur hergestellt werden. Kristalle weisen regelmäßige geometrische Formen auf, haben feste Schmelzpunkte und zeigen anisotrope Eigenschaften wie mechanische Festigkeit, thermische Leitfähigkeit und thermische Expansion. Kristalle sind in der Natur reichlich und die meisten festen Materialien in der Natur sind Kristalle. Gase, Flüssigkeiten und amorphe Materialien können sich auch unter geeigneten Bedingungen in Kristalle verwandeln. Die Röntgenbeugung wird üblicherweise verwendet, um festzustellen, ob ein Material ein Kristall ist oder nicht. Schmelzpunkt und Verteilung von Kristallen: Die regelmäßige Anordnung von Atomen in Kristallen trägt zu ihren festen Schmelz- und Verfestigungspunkten bei, was ein Unterscheidungsmerkmal von Kristallen im Vergleich zu amorphen Materialien darstellt. Kristalle sind in der Natur in der Morphologie vielfältig, von häufigen Substanzen wie Salz und Zucker, Mineralien, die die Erdkruste bilden, bis hin zu Metallen und Halbleitermaterialien. Elektronen M icroscopes und EBSD Techniken können dazu beitragen, die Stabilität von Kristallen unter verschiedenen Bedingungen zu verstehen und wissenschaftliche Erkenntnisse für die Materialauswahl und -anwendungen zu liefern. Einerkristalle und Polykristalle: Ein einzelner Kristall besteht aus einem kontinuierlichen Kristallgitter, in dem die Atomanordnung im gesamten Kristall konsistent bleibt, was zu den anisotropen Eigenschaften des Kristalls führt. Einzelkristalle sind ideal für bestimmte Anwendungen, wie z.

Kürzlich wurde in einer von Sun Lei der School of Science der Westlake University unter der Leitung des Forschungsteams unter der Leitung des Forschungsteams unter der Leitung des Forschungsteams von Sun Lei von der School of Science der Westlake University "Phononische Modulation von Spin-Lattice-Relaxation in molekularen Qubit-Rahmenbedingungen veröffentlicht. Abbildung 1: Wasserstoffbrückenbindungsnetzwerk und Phononenmodulation der Spin-Gitter-Relaxation in MQFS Das Team verwendete ciqtek gepulste E Lectron p aramagnetische r Esonanz (ePr) s Pektroskopie x-Band EPR100 und W-Band EPR-W900 , um zwei molekulare Qubit-Gerüstmaterialien zu charakterisieren, die semi-Quinon-Radikale enthalten. Abbildung 2: Spin -Dynamische Eigenschaften von mghotp und tihotp Sie stellten fest, dass Wasserstoffbindungsnetzwerke in diesen Materialien zu einer verminderten strukturellen Steifigkeit führten, was zu optischen Sub-Terahertz-Phononen, verringerte Debye-Temperatur, erhöhte akustische Phononendichte von Zuständen und förderte die Relaxation des Spingitters. Die Deuteriumsubstitution im Wasserstoffbrückenbindungsnetzwerk senkte die optischen Phononenfrequenzen weiter und verkürzte die Spin-Gitter-Relaxationszeit. Abbildung 3: Schwingungsspektren von mghotp und tihotp Auf der Grundlage dieser Ergebnisse schlugen die Forscher ein molekulares Qubit-Framework-Design vor, um die Phonon-Dispersion genau zu kontrollieren, die Relaxation des Spingitters zu unterdrücken und die Qubit-Leistung zu verbessern. Diese Leistung bietet neue Erkenntnisse und Möglichkeiten zur Festkörperintegration und Quanteninformationsanwendungen von molekularen Elektronen-Spin-Qubits. Abbildung 4: Spin -Gitter -Relaxationsmechanismus von mghotp und tihotp Abbildung 5: Einfluss der Deuteriumsubstitution im Wasserstoffbrückenbindungsnetz auf niederfrequente optische Phononen und Spin-Gitter-Relaxation in mgOTP Zusammenfassend ergab diese Studie, dass die strukturelle Starrheit von molekularen Qubit-Gerüstmaterialien verwendet werden kann, um die Phononendispersion zu kontrollieren, die Relaxation des Spin-Gitters zu unterdrücken und die Quantenkohärenz und den anwendbaren Temperaturbereich zu verbessern. Die Forschungsergebnisse können möglicherweise die Festkörperintegration und die molekulare Quanteninformationstechnologie von molekularen Elektronenspin-Qubits vorantreiben.

Was ist der RKristallisations-PProzess? Rekristallisation ist ein wichtiges Phänomen in der Materialwissenschaft, bei dem es um die mikrostrukturelle Wiederherstellung von Material nach plastischer Verformung geht. Dieser Prozess ist entscheidend für das Verständnis von Materialeigenschaften und die Optimierung von Verarbeitungstechniken. Mechanismen und KlassifikationKlassifizierung der RKristallisation Rekristallisationsprozesse werden typischerweise durch Wärmebehandlung oder thermische Verformung ausgelöst und beinhalten die natürliche Erholung von Materialien nach der Entstehung von Defekten während der Verformung. Defekte wie Versetzungen und Korngrenzen fördern die Reduzierung der systemfreien Energie bei hohen Temperaturen durch Umlagerung und Vernichtung von Versetzungen, was zur Bildung neuer Kornstrukturen führt. Die Rekristallisation kann in statische Rekristallisation (SRX) und dynamische Rekristallisation (DRX) unterteilt werden. SRX tritt bei Glühprozessen auf, während DRX bei thermischer Verformung auftritt. Darüber hinaus kann die Rekristallisation anhand spezifischer Mechanismen weiter unterteilt werden, wie z. B. kontinuierliche dynamische Rekristallisation (CDRX), diskontinuierliche dynamische Rekristallisation (DDRX), geometrische dynamische Rekristallisation (GDRX) und metadynamische Rekristallisation (MDRX). Diese Klassifizierungen sind nicht streng definiert und Forscher können unterschiedliche Interpretationen haben. Faktoren, die die Rekristallisation beeinflussen Der Rekristallisationsprozess wird von verschiedenen Faktoren beeinflusst, darunter der Stapelfehlerenergie (γSFE), der anfänglichen Korngröße, den thermischen Verarbeitungsbedingungen und den Partikeln der zweiten Phase. Die Größe der Stapelfehlerenergie bestimmt den Versetzungsabbau und die Beweglichkeit und beeinflusst dadurch die Rekristallisationsrate. Kleinere Anfangskorngrößen und geeignete thermische Verarbeitungsbedingungen, wie hohe Temperaturen und niedrige Umformgeschwindigkeiten, erleichtern die Rekristallisation. Partikel der zweiten Phase können den Rekristallisationsprozess erheblich beeinflussen, indem sie die Bewegung der Korngrenzen behindern. Anwendung bildgebender Verfahren EBSD und TEM sind zwei klassische Bildgebungstechniken, die in Rekristallisationsstudien verwendet werden. EBSD analysiert die Verteilung und den Prozentsatz rekristallisierter Körner mithilfe der DefRex-Karte, obwohl Auflösungsbeschränkungen zu Genauigkeitsproblemen führen können. TEM hingegen ermöglicht eine direkte Beobachtung materieller Unterstrukturen, wie z. B. Versetzungen, und bietet so eine intuitivere Perspektive für Rekristallisationsstudien. Anwendung von EBSD in Rekristallisationsstudien EBSD wird verwendet, um durch Beobachtung der Korngrenzen zu bestimmen, ob Körner einer Rekristallisation unterzogen wurden. Beispielsweise werden in den DefRex-Karten geschmiedeter TNM-Legierungen Körner, die von Grenzen mit großem Winkel umgeben sind, typischerweise als r...

Transmissions-EElektronen-Mikroskope (TEM) und Rasterelektronenmikroskope (REM) sind unverzichtbare Werkzeuge in der modernen wissenschaftlichen Forschung. Im Vergleich zu optischen Mikroskopen bieten Elektronenmikroskope eine höhere Auflösung und ermöglichen die Beobachtung und Untersuchung der Mikrostruktur von Proben in kleinerem Maßstab. Elektronenmikroskope können hochauflösende Bilder mit hoher Vergrößerung liefern, indem sie die Wechselwirkungen zwischen einem Elektronenstrahl und einer Probe nutzen. Dadurch können Forscher wichtige Informationen erhalten, die mit anderen Methoden möglicherweise nur schwer zu erhalten sind. Welches Mikroskop ist für Sie besser geeignet? Bei der Auswahl der geeigneten Elektronenmikroskopietechnik für Ihre Anforderungen müssen verschiedene Faktoren berücksichtigt werden, um die beste Lösung zu ermitteln. Hier sind einige Überlegungen, die Ihnen bei der Entscheidungsfindung helfen können: Feldemissions-TEM | TH-F120 Analysezweck: Zuerst ist es wichtig, Ihren Analysezweck zu bestimmen. Für unterschiedliche Arten der Analyse eignen sich unterschiedliche Techniken der Elektronenmikroskopie. a. Wenn Sie an Oberflächenmerkmalen einer Probe interessiert sind, wie z. B. Rauheit oder Kontaminationserkennung, ist ein SCanning-EElektron hilfreich MMikroskop (REM) kann besser geeignet sein. b. Allerdings kann ein Transmissionselektronenmikroskop (TEM) besser geeignet sein, wenn Sie die Kristallstruktur einer Probe verstehen oder strukturelle Defekte oder Verunreinigungen erkennen möchten. Auflösungsanforderungen: Abhängig von Ihren Analyseanforderungen haben Sie möglicherweise spezielle Anforderungen an die Auflösung. In dieser Hinsicht verfügt TEM im Allgemeinen über eine höhere Auflösung Fähigkeit im Vergleich zu REM. Wenn Sie eine hochauflösende Bildgebung benötigen, insbesondere zur Beobachtung feiner Strukturen, ist TEM möglicherweise besser geeignet. SProbe Vorbereitung: Ein wichtiger Gesichtspunkt ist die Komplexität der Probenvorbereitung . a. SEM-Probens erfordern in der Regel nur minimale oder gar keine Vorbereitung, und SEM ermöglicht mehr Flexibilität bei der Probengröße , da sie direkt auf der Probe montiert werden können Bühne für die Bildgebung. b. Im Gegensatz dazu ist der Probenvorbereitungsprozess für TEM viel komplexer und erfordert erfahrene Ingenieure. TEM-Probenss müssen extrem dünn sein, typischerweise unter 150 nm oder sogar unter 30 nm, und so flach wie möglich. Dies bedeutet, dass die Vorbereitung der TEM-Probe möglicherweise mehr Zeit und Fachwissen erfordert. Art der Bilder: REM liefert detaillierte dreidimensionale Bilder der Probenoberfläche , während TEM zweidimensionale Projektionsbilder der inneren Struktur der Probe liefert. a. Scanning ELektron Microskope (SEM) liefert dreidimensionale Bilder der Oberflächenmorphologie der Probe . Es wird hauptsächlich zur Morphologieanalyse verwendet. Wenn Sie die Oberflächenmorphologie eines Materials untersuchen müssen, kann SEM verwendet werden, Si...