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表征方法
十一维纳米商城 / 2019-09-10

 光学显微镜表征

 

简介,光学显微镜(英文Optical Microscope,简写OM)是利用光学原理,把人眼所不能分辨的微小物体放大成像,以供人们提取微细结构信息的光学仪器。

 

应用领域,无损、便捷的表征石墨烯等二维材料的单晶形貌,获取材料围观的形貌信息,在生物医学、材料学领域应用非常广泛。

 

 

激光拉曼光谱仪(Raman)测试

 

*图片来源于https://www.witec.de/ WITec官方网站)

简介,利用激光光源所发出的单色激光被聚焦的样品上,发生拉曼散射,散射光被光谱仪收集并分光分析,最终得到了由样品散射所产生的散射光谱,即 Raman 光谱

品牌与产地: WITec , Alpha 300 R, 德国

Raman设备的激发激光波长,488 nm, 532 nm (可升级选择UVNIR)

聚焦激光束斑的大小 ≈300 nm

侧面分辨率,横向向(XY200 nm,纵向(Z780 nm

光谱分辨率, ≤ 0.1 rel. 1/cm

可实现测试,光学测试、拉曼光谱测试、拉曼Mapping、光致发光(PL)测试

成像系统,超快速显微共焦系统

测控和数据处理软件,WITec软件

可完成测试,分子结构与组成、立体规整性、结晶与去向、分子相互作用,以及表面和界面的结构、CVD(化学气相沉积法)制备薄膜的检测和鉴定

测试展示

*图片来源于https://www.witec.de/ WITec官方网站)

 

 

光致发光光谱(PL)测试

简介,光致发光(photoluminescence) PL,是用紫外、可见或红外辐射激发发光材料而产生的发光,在半导体材料的发光特性测量应用中通常是用激光(波长如325nm532nm785nm 等)激发材料(如GaNZnOGaAs 等)产生荧光,通过对其荧光光谱(即PL 谱)的测量,分析该材料的光学特性,如禁带宽度等。

品牌与产地,WITec , Alpha 300 R, 德国

激发激光波长,488 nm, 532 nm (可升级选择UVNIR)

聚焦激光束斑的大小 ≈300 nm

可实现测试类型,光学测试、拉曼光谱测试、拉曼Mapping、光致发光(PL)测试

侧面分辨率,横向向(XY200 nm,纵向(Z780 nm

光谱分辨率,≤ 0.1 rel. 1/cm

测控和数据处理软件,WITec软件

可完成测试,分析材料带隙、激子结合能、组分测定、杂质及其浓度识别、材料/器件发光效率、半导体载流子寿命和位错、空位等缺陷的研究。

 

扫描电子显微镜(SEM)测试

*图片来源于蔡司官网(https://www.zeiss.com.cn

简介,扫描电子显微镜主要用于对材料形貌/尺寸进行观察并分析,对带有镀层的材料膜层分析、对材料微区进行EDS元素分析(定性、定量、线分布、面分布、超级面分布)、细胞观察,同时在对材料进行失效分析时进行元素测定、金相分析等。

品牌与产地,Zeiss Merlin德国

加速电压,0.02-30 kV

探针电流,3 pA-40 nA

储存分辨率,32k*24k像素

放大倍率,12-2,000,000

可实现测试类型,镜筒内能量选择背散射探测器、角度选择背散射探测器、阴极射线荧光探测器、环形背散射电子探测器、可订制特殊功能样品台、高效VPSE探测器(包含在NanoVP可变压力选件中)、EDS能谱仪、环形STEM探测器(aSTEM 4

可完成测试,原位化学成分或晶体结构分析,提供包括形貌、成分、晶体结构或位向在内的丰富资料。元素的定性和定量分析、分析样品微区的化学成分

测试展示

*图片来源于蔡司官网https://www.zeiss.com.cn

 

 

透射电镜(TEM)测试

*图片来源于ThermoFisher官网(www.fei.com

简介,TEM 系统利用电子束透过超薄样品,并在通过样品时与样品相互作用,通过与穿过样本电子的相互作用形成图像。

品牌与产地,Titan Themis Z, 美国

加速电场电压,30-300kV

分辨率,HR-STEM低至63 pm0.2 Å);分析探针2 nA

EDX:四象限SSD EDX探测器,立体角>0.7 srad

相机,4k x 4k CMOSFEI CETA相机

可实现测试类型,具有冷冻电镜、低压透射电镜、大型透射电镜功能

可完成测试,高分辨率下观察材料形貌、晶体结构、原位成分分析、内部组织形貌、在加热状态、低温冷却状态和拉伸状态下观察样品动态的组织结构、成分的变化

测试展示

*图片来源于ThermoFisher官网(www.fei.com

 

原子力显微镜(AFM)测试

 

*图片来源https://www.bruker.com/products/surface-and-dimensional-analysis/atomic-force-microscopes/dimension-xr/overview.html

 

简介,利用微悬臂感受和放大悬臂上尖细探针与受测样品原子之间的作用力,从而达到检测的目的,具有原子级分辨率

品牌与产地Dimension Icon SPM, 美国

XYZ扫描范围,90 μm x 90 μm x 10 μm;

样品筛分器,直径≤210mm,厚度≤15mm

光学显微镜,500万像素数码相机,观察区域为180-1465μm

气体套件允许控制环境大气。

工作模式,接触模式和侧向力模式

可完成测试,主要用于进行材料表面形貌成像、镜片/磁盘分析、表面粗糙度、纹理质量的测定。

测试展示

*图片来源https://www.bruker.com/products/surface-and-dimensional-analysis/atomic-force-microscopes/dimension-xr/overview.html

 

能量色散X射线分析(EDS/EDX)测试

*图片来源于https://nano.oxinst.cn/products/ultim/ultim-max-sdd

简介,能量色散光谱仪(能谱仪/EDS)可以在扫描电镜、透射电镜或聚焦离子束中对样品进行元素和化学分析。仪器公司为用户提供新的AZtec系统,它可以在微米和纳米尺度上收集准确的数据

品牌与产地,Oxford Inst. EDX detectors , 英国

性能优越性

N Kα的敏感性增加了近3倍;

O Kα的敏感性增加2倍;

可以很容易地检测到Si峰;

敏感性提高40-45%;

且在峰背比或分辨率方面没有降低。

操作模式,向导或自定义操作

探测器数目,多个,选择立体角超过2球面度、有效晶体面积达到100mm²的探测器

测试展示

*图片来源于https://nano.oxinst.cn/products/ultim/ultim-max-sdd

 

X-射线衍射仪(XRD)测试

*图片来源于bruke官网https://www.bruker.com/cn/ 

简介,X-射线衍射仪通过对材料进行X射线衍射,分析其衍射图谱,获得材料的成分、材料内部原子或分子的结构或形态等信息的研究手段。用于确定晶体结构。

品牌与产地,Bruker D8 Twin美国

适用样品,如金属材料成分分析、固体粉末

XRR确定0.1nm150nm的膜厚度

掠入射几何形状,用于最佳多晶薄膜衍射

可完成测试,如物相定性分析、物相定量相分析、结构解析、双体分布函数(PDF)分析、小角散射x射线反射率、高分辨x射线衍射、倒易空间强度分布图(RSM)、残余应力、织构分析

扫描方式:θ/2θθ/θ,扫描轴:水平

测试展示

*图片来源于bruke官网https://www.bruker.com/cn/

 

X射线光电子能谱仪XPS)测试

*图片来源于https://www.kratos.com/products/axis-nova

Ø  简介,射线光电子能谱是一种基于光电子效应的电子能谱,它是利用 X 射线光子 激发出物质表面原子的内层电子,通过对这些电子进行能量分析而获得的一种能谱。

Ø  品牌与产地,Kratos AXIS Ultra DLD英国

Ø  X射线,500 mm罗兰圆单色Al Ka X射线源

Ø  关键属性包括:

轻松检测轻元素。

即使在低浓度下也具有出色的信噪比。

快速数据采集

Ø  适用样品,如固体、压缩粉末、稀松粉末、液体、熔片、粘浆、颗粒、薄膜和镀层。也可分析大型不规则形状物体,最大尺寸为15×12×10cm W×D×H

Ø  适用范围,化学、地质、考古、环境科学、材料科学和取证等

Ø  组成,激发源、电子能量分析器、探测电子的监测器、真空系统

Ø  可完成测试,结合能定性分析、化学位移价态分析、强度信息定量分析、表面敏感性进行深度分布分析、小面积或成像XPS进行元素成像分析

Ø  测试展示

*图片来源于https://www.kratos.com/products/axis-nova 

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