Nanotechnologia

ColorSEM™: wygodna, łatwa i szybka analiza składu pierwiastkowego w mikroskopie SEM

Czy w trakcie obrazowania na skaningowym mikroskopie elektronowym (SEM) interesuje Cię natychmiastowy dostęp do informacji o składzie badanego materiału? Dla większości osób charakteryzujących swoje próbki, naukowców i wytwórców, odpowiedź jest bez wątpienia twierdząca.

Jak wiadomo, mikroskopia SEM pozwala nie tylko na obrazowanie mikrostruktury i powierzchni próbek, ale również na pozyskiwanie informacji o składzie pierwiastkowym. Jest to możliwe dzięki spektroskopii rentgenowskiej z dyspersją energii (EDS). W trakcie procesu pomiarowego charakterystyczne promieniowanie rentgenowskie, wzbudzane w próbce przez wiązkę elektronową, jest analizowane przez detektor krzemowy, który generuje widmo ilości zliczeń w funkcji energii. Liniom na widmie możemy przypisać pierwiastki, co jest podstawą użyteczności tej techniki.

Analiza EDS jest znaną od wielu lat techniką mikroanalizy rentgenowskiej. Popularne w ostatnich latach mapowanie składu znacznie zwiększyło jej atrakcyjność. Jednak w tradycyjnie stosowanych rozwiązaniach, mimo ogromnego postępu technologicznego, jest ona stosunkowo wolna, zwłaszcza do mapowania. Ponadto, jest zwykle realizowana na niezależnym systemie akwizycji, tj. na osobnym programie na oddzielnym komputerze. Takie podejście powoduje, że obrazowanie SEM jest niepotrzebnie traktowane rozłącznie od analiz EDS – operator po obrazowaniu „przypomina sobie” o EDS i „przestawia się” się na inne oprogramowanie, po czym musi porównać i połączyć uzyskane informacje. Dużo prościej i wydajniej byłoby pozyskiwać te informacje jednocześnie i, na tej podstawie, podejmować decyzje co do dalszych badań.

Wychodząc naprzeciw tym potrzebom, firma Thermo Scientific™, czołowy dostawca mikroskopów elektronowych, wprowadza na rynek zaawansowane, a jednocześnie łatwe w obsłudze oprogramowanie ColorSEM™, które pozwala na bardziej wydajną analizę próbek. Działając w tle, w trakcie normalnego obrazowania SEM, ColorSEM rejestruje widma EDS w każdym pikselu obrazu, przelicza je w czasie rzeczywistym i wyświetla kolorowe mapy EDS zawartości pierwiastków na obrazach SEM.

Za technologią ColorSEM stoi szybki algorytm grupujący piksele na podstawie cech obrazowych, który pozwala mapować z szybkością 4 razy większą niż konwencjonalnie. Tak duża szybkość działania powoduje, że obrazy SEM zamiast w skali szarości mogą być rejestrowane w kolorach, czemu technologia ta zawdzięcza swoją nazwę. Innymi słowy, obrazy SEM mogą zostać natychmiastowo pokolorowane, a kolory niosą niebanalne informacje, gdyż odpowiadają lokalizacji różnych pierwiastków. Pozwala to na szybkie ujawnianie obszarów wadliwych lub odmiennych chemicznie, które tradycyjnie mogą być trudne do zlokalizowania.

ColorSEM w pełni wykorzystuje możliwości detektora EDS, który pozostaje zawsze włączony. Natomiast o potrzebie wyświetlenia informacji o składzie pierwiastkowym, decyduje użytkownik, klikając jeden przycisk w oprogramowaniu mikroskopu. Użytkownik może również łatwo zmieniać paletę kolorów wyświetlanych map, uwidaczniając bardziej niektóre interesujące cechy. Ponadto, ColorSEM nie ogranicza realizacji „tradycyjnych” analiz EDS – analizy punktowej, standardowej analizy wzdłuż linii i konwencjonalnego mapowania piksel po pikselu. Są one wykonywane w oknie oprogramowania mikroskopu.

Wyjątkowa prostota obsługi oprogramowania ColorSEM sprawia, że podstawowe informacje są dostępne dla wszystkich bez względu na doświadczenie w badaniach techniką SEM/EDS. Sprawdzone i niezawodne algorytmy identyfikacji linii EDS umożliwiły automatyzację procesu pomiarowego, dzięki czemu ryzyko uzyskania różnych wyników przez różnych operatorów zostało zminimalizowane. Ponadto, korzystając ze swojego algorytmu grupowania pikseli na podstawie kontrastu obrazów SEM, ColorSEM radzi sobie wyjątkowo dobrze z liniami pokrywającymi się.