X-Max Extreme 硅漂移探测器（SDD）-无窗超级能谱

概览

X-Max Extreme硅漂移探测器是能谱探测器领域的又一突破，为高分辨率FEG-SEM的应用及超越常规的微米和纳米尺度分析提供了新的解决方案。

X-Max Extreme是100mm²无窗版本的X-Max，可显著地提高灵敏度和空间分辨率。 它采用了优化的径向几何设计，可实现在高分辨场发射扫描电子显微镜的低电压及小工作距离条件下同时采集图像和能谱。X-Max Extreme可实现能谱的分辨率达到相应扫描电子显微镜的分辨率。

• SEM-EDS高空间分辨率

• FEG-SEM中优于10nm的元素表征

• 材料表面表征灵敏度高

• SEM中表征材料表面

• 超低电压下进行材料鉴定

• 低至1千伏材料表征

• 快而准确的纳米尺度表征

• 快速采集并实时数据处理大块样品

• 灵敏的轻元素灵敏度

• 锂、氮和氧等轻元素的检测提高至新水平

技术背景

X-Max Extreme是超高分辨率FEG-SEM应用的一个突破性的解决方案。这种独特的探测器第一次实现EDS在超低电压(例如1-3kV)及很短的工作距离条件下采集信号来进行元素分析，而用户通常在该条件下进行纳米材料或材料表面的形貌观察。

zei新的超高分辨率FEG-SEM为研究更小尺度纳米结构、界面和表面提供了全新的解决方案。然而,在短工作距离、超低电压和束流条件下，其虽然能够在棱镜内探测器获得电子信号，却没有响应的能谱以进行元素表征。zei新X-Max Extreme改变了这种状况，它专为在这类参数条件下工作而设计:

• 独特的几何设计
  

为在更短的工作距离下工作而设计

为传统侧插能谱探头设计的zei大立体角——通常比X-MaxN150 立体角大5倍而传感器到样品距离仅为正常距离的一半

• 无窗下工作

结合立体角，相比其他大面积探头，对低能X射线探测灵敏性可提高10-30倍

• 新的探头电子器件极大地提高了极低能量X射线，同时扩展了更高计数下的低能量分析性能

• AZtecEnergy与zei新低电压Tru-Q分析引擎整合为一体，实现低电压下数据处理及分析

为低电压下的谱峰剥离而改进的TruMap

为了实现这种独特的几何设计，X-MaxExtreme非圆形100平方毫米传感器和无窗的设计已经成功地用于X-MaxN 100TLE，以优化TEM中的灵敏度。除了探测器特性之外，小尺寸电子陷阱设计使得探测器可以在7kV电压下工作。

终级扫描电子显微镜能谱空间分辨率

• SEM中优于10nm元素表征

• x射线图图像分辨率接近SEM分辨率

示例1:Sn标样图像

2kV下锡纳米球高分辨图像及X-ray面分布，6500cps及15分钟采集时间

示例2:N基超合金

718合金中细小Ni3(NbTi)γ析出相，采集于1.5千伏,2000 cps 18分钟——样本和数据由曼彻斯特大学提供。

表面科学的灵敏性

利用X-MaxExtreme，用户可以对样品表面污染或几个原子的厚度进行成分和分布的表征。

• 将SEM形貌与表面成分表征整合为一体

• 分析只在极低电压和短工作距离条件下，利用透镜内探头才能观察的表面结构

• 相比俄歇谱仪与射线光电子能谱，EDS更节约时间和成本

示例：1kV条件下采集的X-ray面分布以对高端电子元件使用棱镜内探头的二次电子图像进行表征。

低电压材料鉴别

在2千伏或更低条件下对材料进行表征。

• 利用SEM极低电压表征样品时充分整合EDS

• 提高信号对比度

• 减少样品损伤，如聚合物和软镀层

• 减轻放电或达到充放电平衡条件

示例

从10千伏降低电压至1.5千伏可提高电子图像衬度以显示氧化物颗粒分布。相同条件下采集的X-ray面分布图以表征MnOB析出物。面分布采集时间15分钟。样品由JFE钢铁提供.

快速、准确的纳米表征

快速的纳米表征

• 高速采集

• 实时数据处理低电压谱图

• 块状样品——简单的样品制备

示例

采集于3kV，15000cps，收集22分钟的X射线QuantMaps ，对镍基超合金(718合金)进行表征，可观察到NbTi氮化物及氧化铝纳米析出。样品和数据由曼彻斯特大学提供。

精确的纳米尺度表征

• 实时数据处理

• 出色的低能量谱图质量和完整性

• 快速自动识别元素

• 低能x射线线系重叠峰剥离

示例

低能线系的谱图处理以生成QuantMaps以表征Ni基超合金(718合金)中NbTi氮化物及氧化铝纳米析出。

轻元素极高灵敏度——包括锂

X-Max Extreme不仅仅是X-Max系列的升级。它使用全新的设计，将特殊的电子陷阱和无窗配置结合实现更高性能，从而达到目标应用领域。无窗配置对轻元素计数率提高2-3倍，对所能探测的zei高线系计数率提高接近1.5倍。。结合立体角的改善，该能谱提供了相比于传统大面积SDD超薄窗口能谱10-30倍的灵敏性。为Li元素探测设计的新探头电子器件的使用极大提高了极低能量线系的探测性能。

• 无窗配置提供了敏感的轻元素探测性能

• 相比传统SDD探测器，提高至3倍的信号强度

• 对于如氮元素等难探测元素提供新的探测潜力 

示例：第一次检测锂