Lawrence Livermore National Laboratorys materialforskare Joseph McKeown (vänster) och Tian (Tony) Li (höger) använder det nya FEI Titan-transmissionselektronmikroskopet för att studera nanostrukturen och sammansättningen av metalliska legeringar. Li pekar på ett ljust kristallint korn ~100 nm i storlek och rikt på zirkonium, observerades med hjälp av Z-kontrastavbildning. Kredit:Julie Russell/LLNL
Ett nytt transmissionselektronmikroskop (TEM) installerat vid laboratoriet tidigare i år ger LLNL-forskare en tydligare inblick i strukturernas atomnivå än de har haft tidigare.
Titan 80-300 TEM, tillverkad av FEI Company, installerades i december och ger en utökad kapacitet till det befintliga transmissionselektronmikroskop som labbet har haft i cirka 20 år, enligt LLNL-personalforskaren Joe McKeown. Bland förbättringarna kan nämnas en detektor med hög vinkel ringformigt mörkt fält (HAADF) för scanning transmission elektronmikroskopi (STEM), som möjliggör Z-kontrastavbildning på grund av ökad spridning från element med högt atomnummer, och ett lågspänningsläge för att analysera polymerer och biologiska prover som kan vara mer känsliga för högenergielektroner.
"Med mörkfältsdetektorn, tyngre element ser ljusare ut i kontrast, så att vi enklare och snabbare kan utföra både strukturell och sammansättningsanalys av mikrostrukturer, " sa McKeown.
Mikroskopet har också utrustats med en uppgraderad detektor för elektronenergiförlustspektrometri (EELS). Den nya detektorn (en Gatan 965 GIF Quantum ER) ger bättre energiupplösning och möjliggör extremt snabb elementär kartläggning av material på grund av ökad insamlingseffektivitet. Operationer som vanligtvis tar några timmar, McKeown sa, ta bara några minuter med den toppmoderna maskinen.
Tony Li riktar in Titan TEM för att få en fokuserad bild. Kredit:Lawrence Livermore National Laboratory
"När det gäller tidsbesparing, det är enormt, "McKeown sa. "Att ha den här nya spektrometern är riktigt bra för att göra fin kartläggning eftersom det finns mycket mer signal att samla in."
Postdoktor Tian (Tony) Li, en av det nya TEM:s primära användare, sa att Titan tillhandahåller många nya mikroskopifunktioner på plats som han tidigare var tvungen att resa till Lawrence Berkeley Lab för att utföra. Med sin högupplösta bildbehandling, Li sa, forskare kan se enskilda atomkolumner, ett användbart verktyg för att titta på gitterstrukturer och göra kompositionsanalys.
"Du kan få bilder ner till atomnivå med Titan och det är också bra för kvantitativ analys, " sa Li. "Du kan göra atomupplösningsbilder, diffraktion, energidispersiv röntgenanalys, elektronenergiförlust och tomografi, och den har en av de bästa avkastningsspektrometrarna som finns."
Ett prov i mikronstorlek skapat av Focused Ion Beam (FIB) undersöks under Titan. Förstoringen kan ökas ytterligare med tiotusentals gånger för att få bilder på atomnivå. Kredit:Lawrence Livermore National Laboratory
McKeown sa att alla som är intresserade av mikrostrukturer, inklusive additiv tillverkning, biologi, eller andra områden som kan dra nytta av nanoskalig bildbehandling, kan ta in prover för analys, och kan till och med utbildas i hur man använder den.
"Du behöver inte vara expert för att få riktigt bra bilder, " sa McKeown.
