Semplor NANOS EBSD desktop scanning electron microscope with integrated EBSD detector

Open sample chamber of the Semplor NANOS EBSD desktop SEM

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Desktop-Rasterelektronenmikroskop für kristallographische Analyse – NANOS EBSD

NANOS EBSD von Semplor

Das NANOS EBSD von Semplor kombiniert hochauflösende Rasterelektronenmikroskopie mit Elektronenrückstreubeugung (EBSD) in einem kompakten Desktop-System. Es liefert kristallographische Informationen wie Kristallorientierung, Phase und Kornstruktur und behält dabei die Bildgebungsfunktionen der NANOS-Plattform bei. Ein euzentrischer Probentisch ermöglicht den direkten Wechsel von der REM-Bildgebung in die 70°-EBSD-Messposition, während der ausgewählte Probenbereich zentriert und im Fokus bleibt. Eine ergänzende EDX-Analyse liefert zusätzliche Informationen über die elementare Zusammensetzung der Probe.

Eigenschaften

REM-Auflösung < 8 nm und Vergrößerung von 100- bis 200.000-fach
Integrierter Bruker e-Flash XS Detektor für kristallographische EBSD-Analysen
Kartierung der Kristallorientierung, Phasenidentifikation und Analyse der Kornstruktur
Euzentrische Kippung zwischen Bildgebungsposition und 70°-EBSD-Position
Bruker ESPRIT Software für Orientierungs-, Korngrenzen- und Texturanalyse
Kompakte REM-Plattform, die Bildgebung, EBSD und ergänzende EDX-Analyse kombiniert

Weitere Informationen

Elektronenrückstreubeugung für kristallographische Analysen

Die Elektronenrückstreubeugung (EBSD) erweitert die REM-Bildgebung um kristallographische Informationen über die Probe. Durch die Analyse von Elektronenbeugungsmustern kann das NANOS EBSD die Kristallorientierung bestimmen, kristalline Phasen identifizieren und die Kornstruktur charakterisieren. Damit lassen sich über Oberflächenmorphologie und Materialkontrast hinaus auch die kristallographischen Strukturen eines Materials untersuchen.

Die Orientierungskartierung über die Probe liefert ortsaufgelöste Informationen über die lokale Kristallstruktur. Die daraus gewonnenen Daten können zur Analyse von Kornorientierung, Phasenverteilung und mikrostrukturellen Zusammenhängen in kristallinen Materialien verwendet werden.

EBSD-Orientierungskarte zur Darstellung der kristallographischen Orientierung einzelner Bereiche.

EBSD-Phasenkarte zur Identifikation und Unterscheidung kristalliner Phasen.

Euzentrische Kippung für einen nahtlosen EBSD-Workflow

EBSD-Messungen erfordern, dass die Probe in die Messposition gekippt wird. Das NANOS EBSD verwendet einen euzentrischen Probentisch, mit dem die Probe zwischen der Standardposition für die REM-Bildgebung und der 70°-EBSD-Position bewegt werden kann, während der ausgewählte Probenbereich zentriert bleibt.

Da Sichtfeld, Arbeitsabstand und Fokus während des Kippens erhalten bleiben, kann ein bei der REM-Bildgebung identifizierter Bereich direkt in die EBSD-Messposition gebracht werden, ohne das Vakuum zu unterbrechen oder die Probe manuell neu zu positionieren. Dies vereinfacht den Wechsel von der Bildgebung zur kristallographischen Analyse und unterstützt einen reproduzierbaren Workflow.

Bruker e-Flash XS EBSD-Detektor

Das NANOS EBSD integriert einen Bruker e-Flash XS Detektor für die schnelle Aufnahme von Elektronenrückstreubeugungsmustern. Der CMOS-basierte Detektor bietet eine native Bildauflösung von 720 × 540 Pixeln und unterstützt mehrere Binning-Modi von 2 × 2 bis 6 × 6. Die Aufnahme ist in allen Binning-Modi mit bis zu 520 Bildern pro Sekunde möglich.

Ein speziell entwickeltes Optiksystem mit Feldlinse maximiert die Lichtausbeute am Phosphorschirm. Der Detektor wird über USB 3.0 mit Daten und Strom versorgt und arbeitet als Teil des EBSD-Messaufbaus mit dem externen QUANTAX-Scangenerator.

Bruker e-Flash XS Detektor für Elektronenrückstreubeugung.

Kristallographische Analyse mit Bruker ESPRIT

Bruker ESPRIT stellt die Softwareumgebung für die Erfassung von EBSD-Daten, die Indexierung und die kristallographische Analyse bereit. Automatisierte und halbautomatisierte Werkzeuge unterstützen die Signaloptimierung und Musterindexierung, während Phaseneinträge für die untersuchten Materialien erstellt oder bearbeitet werden können.

Die Software unterstützt Orientierungs- und Fehlorientierungsanalysen, automatische Kornrekonstruktion und Kornstatistik, Korngrenzenanalyse sowie die Auswertung kristallographischer Texturen. Enthaltene Phasendatenbanken unterstützen die Definition von Phasen, während Karten, Histogramme und Analyseergebnisse zur weiteren Verarbeitung und Dokumentation exportiert werden können.

EBSD-Indexierung und kristallographische Analyse mit Bruker ESPRIT.

Kikuchi-Muster zur Analyse der kristallographischen Orientierung.

REM-Bildgebung und Elementanalyse

Neben der kristallographischen Analyse behält das NANOS EBSD die Bildgebungsfunktionen der NANOS-Plattform bei. Ein Sekundärelektronendetektor liefert detaillierte Oberflächeninformationen, während ein Vier-Quadranten-Rückstreuelektronendetektor zusätzlichen Materialkontrast und topografische Informationen liefert.

In der EDX-Konfiguration erweitert ein vollständig integrierter Siliziumdriftdetektor das System um Elementanalyse. Punktanalysen, Linien-Scans und Element-Mappings können zusammen mit der REM-Bildgebung eingesetzt werden, sodass strukturelle, materialbezogene und kristallographische Informationen auf derselben Plattform untersucht werden können.

Probenhandhabung, Vakuum und Probenanforderungen

Das NANOS EBSD verwendet das kompakte Probenhandling-Konzept der NANOS-Plattform mit motorisiertem XY-Verfahrweg sowie Hoch- und Niedervakuumbetrieb. Der euzentrische Probentisch unterstützt den Wechsel zwischen REM-Bildgebung und der 70°-EBSD-Messposition, während der ausgewählte Probenbereich zentriert bleibt.

Da EBSD eine definierte Detektor- und Probengeometrie erfordert, hängen die nutzbaren Probenabmessungen von der installierten EBSD-Konfiguration und der erforderlichen Kippstellung ab. Probengröße, Haltergeometrie und verfügbarer Kippbereich müssen daher bei der Konfiguration des Systems für eine bestimmte Anwendung gemeinsam berücksichtigt werden.

Geöffnete Probenkammer des NANOS EBSD.

Spezifikationen

Elektronenoptik und Bildgebung

REM-Auflösung	< 8 nm
Vergrößerung	100- bis 200.000-fach
Bildauflösung	Bis 4096 × 4096 Pixel
Beschleunigungsspannungen	1, 2, 5, 7, 10, 15 und 20 kV
Elektronenquelle	Optimierte thermionische Wolframquelle
Sekundärelektronendetektor	SE-Detektor
Rückstreuelektronendetektor	Vier-Quadranten-BSE-Detektor

Elektronenrückstreubeugung (EBSD)

Detektor	Bruker e-Flash XS
Detektortechnologie	CMOS-Bildsensortechnologie
Native Bildauflösung	720 × 540 Pixel
Binning-Modi	2 × 2, 3 × 3, 4 × 4, 5 × 5 und 6 × 6
Pattern Acquisition Rate	Bis zu 520 Bilder pro Sekunde
Optik	Optiksystem mit Feldlinse
Phosphorschirm	Vom Anwender austauschbar
Verbindung	USB 3.0 für Daten- und Stromübertragung
Abmessungen	Länge ca. 84 mm; Durchmesser ca. 48 mm
Gewicht	0,85 kg
Scangenerator	QUANTAX Scan System, externer Scangenerator

EDX

Detektor	Thermoelektrisch gekühlter Siliziumdriftdetektor
Aktive Fläche	30 mm²
Energieauflösung	< 132 eV bei Mn Kα
Maximale Eingangsrate	300.000 cps
Analysemodi	Punktanalyse, Linienanalyse und Element-Mapping

Probentisch und Vakuum

Motorisierter XY-Verfahrweg	12,5 × 12,5 mm
Kippung	Manuell, euzentrisch; bis zur 70°-EBSD-Position
Maximaler Probendurchmesser	12,5 mm
Maximale Probenhöhe	17,5 mm
Vakuum	Hochvakuum und Niedervakuum
Niedervakuum	40 Pa

Systemdaten

Abmessungen	280 × 470 × 550 mm (B × T × H)
Gewicht	62 kg
Vakuumpumpen	Pfeiffer-Turbomolekularpumpe und ölfreie Membran-Vorvakuumpumpe
Workstation	Vorkonfigurierter All-in-One-PC mit 27-Zoll-Monitor
Betriebstemperatur	15–25 °C
Relative Luftfeuchtigkeit	20–80 %
Leistungsaufnahme	Typisch 110 W; maximal 140 W

Anwendungen

Das NANOS EBSD ist für die kristallographische Charakterisierung kristalliner Materialien ausgelegt. Typische Anwendungen sind:

Kartierung der Kristallorientierung: Ortsaufgelöste Analyse lokaler Kristallorientierungen über die Probe.
Phasenidentifikation und -verteilung: Identifikation und Unterscheidung kristalliner Phasen.
Analyse der Kornstruktur: Rekonstruktion von Körnern und Auswertung von Korngröße, Kornform und Orientierung.
Analyse von Korngrenzen und Fehlorientierungen: Charakterisierung von Korngrenzen und lokalen Orientierungsunterschieden.
Texturanalyse: Auswertung kristallographischer Orientierungsverteilungen und Vorzugsorientierungen.
Kombinierte strukturelle und elementare Charakterisierung: Ergänzende Nutzung von EBSD- und EDX-Informationen zur Untersuchung kristallographischer Struktur und elementarer Zusammensetzung.