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 PSECE 2019 菲律賓與您相見!

Philippine Semiconductor & Electronics Convention & Exhibition (PSECE 2019)

日期

2019/05/30  08:00 - 2019/06/01 17:00

地點

Philippines / Booth 39, Hall 1 | SMX Convention Center, Pasay City, Manila

官網圖片

http://www.seipi.org.ph/

2018.12 Technoorg Linda Unimill 进驻中国计量大学

2018年12月 Technoorg Linda离子减薄仪 Unimill 正式入驻杭州的中国计量大学。

中国计量大学是一所由浙江省人民政府举办的中国质量监督检验检疫行业唯一的本科院校,也是国际上唯一一所以计量命名的本科院校,是一所计量标准质量检验检疫特色鲜明、多学科协调发展的省属学校。

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离子减薄仪 Ion milling 来自匈牙利领导品牌 Technoorg Linda,全自动离子减薄仪Unimill针对TEM / XTEM样品前制备,机台特色:穿透减薄+表面清洁一机两用,快速自动样品交换系统。

此次针对客户陶瓷样品做样品前制备培训,经过Unimill离子减薄后能够在TEM机台中清楚看到陶瓷晶格原貌,进一步提高质量检测成效。

此次培训课程内容:

  • TEM样品前制备流程介绍
  • 样品前制备-精密切割Microsaw教学
  • 样品前制备-精密切割Microheat教学
  • 样品前制备-精密切割Micropol教学
  • 高能量枪High energy gun 安装拆卸教学

培训过程中,从TEM样品前制备的重要性开端,切入样品制备流程与注意要点做讲解,接着Unimill机台操作教学,完成陶瓷样品制备。边讲解流程并让同学观察、实际操作加深印象,若有不懂之处也可以共同讨论。

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经过这几天教育训练课程让客户熟悉机台操作与应用,于杭州行完美落幕。

2018.12 Technoorg Linda Unimill 進駐中國計量大學

Technoorg Linda Unimill進駐中國計量大學

2018年12月 Technoorg Linda Unimill正式入駐杭州的中國計量大學。

中國計量大學是一所由浙江省人民政府舉辦的中國品質監督檢驗檢疫行業唯一的本科院校,也是國際上唯一一所以計量命名的本科院校,是一所計量標準品質檢驗檢疫特色鮮明、多學科協調發展的省屬學校。

 

Unimill 01

離子減薄儀 Ion milling 來自匈牙利領導品牌 Technoorg Linda,全自動離子減薄儀Unimill針對TEM / XTEM樣品前製備,機台特色:穿透減薄+表面清潔一機兩用,快速自動樣品交換系統。

此次針對客戶陶瓷樣品做樣品前製備培訓,經過Unimill離子減薄後能夠在TEM機台中清楚看到陶瓷晶格原貌,進一步提高品質檢測成效。

 此次培訓課程內容:

  • TEM樣品前製備流程介紹
  • 樣品前製備-精密切割Microsaw教學
  • 樣品前製備-精密切割Microheat教學
  • 樣品前製備-精密切割Micropol教學
  • 高能量槍High energy gun 安裝拆卸教學

培訓過程中,從TEM樣品前製備的重要性開端,切入樣品製備流程與注意要點做講解,接著Unimill機台操作教學,完成陶瓷樣品製備。邊講解流程並讓同學觀察、實際操作加深印象,若有不懂之處也可以共同討論。

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經過這幾天教育訓練課程讓客戶熟悉機台操作與應用,於杭州行完美落幕。

2019 TPCA SHOW 10月23日~10月25日

2019 TPCA SHOW invitation

2019年10月23日(三) 10:00-17:00
2019年10月24日(四) 10:00-17:00
2019年10月25日(五) 10:00-16:00

2019 TPCA SHOW October 23th ~October 25th

2019 TPCA SHOW invitation en

Wednesday, October 23, 2019 10:00am - 5:00pm

Thursday, October 24, 2019 10:00am - 5:00pm

Friday, October 25, 2019 10:00am - 4:00pm

1st Floor, Hall 1, Nangang International Exhibition Hall, Taipei City, Taiwan

2019 SEMICON Taiwan Review

SEMICON Taiwan was held on Sep. 18- Sep. 20 in the Taipei Nangang Exhibition Center, it is the premier event in Taiwan for microelectronics manufacturing. Connect with the companies, people, products and information shaping the future of design and manufacturing for semiconductors, nanoelectronics, MEMS, Photovoltaics and related advanced electronics.

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Thank you very much for coming to our exhibition booth, we will continue to provide you with better products and services.

See you next year !

2019 SEMICON Taiwan 精彩回顧

9/18-9/20 於南港展覽館一館舉行2019 Semicon Taiwan ,為全台一年一度最大之半導體展,展會期間我們與客戶分享與討論SEM 和 Ion milling 相關資訊,在此圓滿落幕,明年期待與您再相見!

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2019 TPCA Show Review

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The 20th TPCA Show 2019 and the 14th IMPACT-IAAC and ICFPE has held at the Taipei Nangang Exhibition on October 23rd to 25th.Thank you very much for coming to our exhibition booth, we will continue to provide you with better products and services.

See you next year !

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2019 TPCA Show 精彩回顧

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10/23-10/25 於南港展覽館一館舉行2019 TPCA Show,聚集全台PCB各方面精密儀器,於上週五圓滿落幕了,明年期待再與您相見!

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2019.11.22 表面技術研討會 開始報名囉!

201911研討會邀卡

報名表單連結:

https://www.surveycake.com/s/QpPoA

下載

若有任何問題請電洽 02-22180148  唐小姐 或 mail : Email住址會使用灌水程式保護機制。你需要啟動Javascript才能觀看它

2019高雄自動化展 精彩回顧

2019 LGOG

經濟日報主辦的「2019高雄自動化工業展」於4/1(一)完美劃下句點,感謝舊雨新知前來交流分享新資訊,未來我們希望能為南臺灣的客戶提供更多實驗室環境改善解決方案與實驗室儀器設備,致力提高彼此的連結。

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 Ionmilling

2019 高雄自動化展 圓滿落幕! 

PSECE 2019 Review

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PSECE 2019 is held on May 30th - June 1st in the Philippines. It’s the annual event of the semiconductor industry of Philippines, bringing the world's top semiconductor technology manufacturers together, providing much exposure platform for overseas manufacturers.

Thank you very much for coming to our exhibition booth, we will continue to provide you with better products and services.

 

PSECE review

PSECE 2019 精彩回顧

PSECE LOGO

 

 5月30日 - 6月1日在菲律賓舉行 PSECE 2019,為菲律賓半導體產業的年度盛事,匯集世界頂尖半導體科技廠商參與,提供海外廠家優質的曝光平台。藉此機會與當地廠商產生更多的連結,未來能推動Spicer Consulting 主動式消磁器、Herz 主動式防震台、Technoorg Linda 離子研磨機和Mel-build 特製TEM樣品台更廣泛的應用領域。

PSECE review

SEM如何幫助研究聚合物的特性、性質和用途

標題

大標

聚合物具有多種用途和應用:單體的工程組合產生近乎無限數量不同特性的分子,這些特性由分子的化學組成和結構決定。分子的組成對聚合物受到不同外力作用下的行為具有很大的影響。下面文章中,您將透過實例了解掃描式電子顯微鏡(SEM)提供超出預期的結果。

通過SEM了解熱塑性聚合物的特性及探討其性質

首先,我將著重在掃描式電子顯微鏡SEM會提供哪些熱塑性聚合物的信息。

熱塑性聚合物具有線性的化學結構,與分子通過弱相互作用結合在一起。當聚合物被加熱時,很容易斷裂,將導致材料變形;而熱塑性聚合物則具有良好的耐高溫特性,並且具有高化學慣惰性和耐磨性。

 

SEM image meltblown fiber

圖1:熔噴纖維的SEM圖像。在此放大倍率下,很容易測量纖維的直徑。

 

舉例說明熱塑性聚合物的應用,它們廣泛用於纖維、電氣和電子零件,包裝薄膜的生產,也用於日用物品,例如防烤箱廚具。掃描式電子顯微鏡SEM可用於研究它們的性能和質量,也可用於改進工藝研究不同的應力如何影響這些材料。

 

聚合物性質:SEM能告訴我聚合物的哪些訊息?

進行磨損測試後,仔細觀察聚合物表面可以顯示施加到材料上的應力的真實的結果,為生產鏈的末端進一步開發材料或進行質量控制提供更多可能。

在這種情況下,通過立體重建或陰影的形狀進行粗糙度分析是一項有趣的技術,幫助研究人員測量材料上划痕的深度。

 

SEM image wax

圖2:蠟的SEM圖像。 使用SEM和EDS來研究顆粒在聚合物中的分佈和組成。

 

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圖3:用SEM觀察半導體零件很容易檢測到生產過程中的缺陷。

 

在高倍率拍攝的圖片中可以非常精確地測量纖維和顆粒的直徑。這些分析結果提供不同種類的信息,從流體動力學特性,到可以在過濾器中捕獲的最大粒徑,再到粉末如何較好的在溶液中的溶解。

自動化程序來也可用於控制掃描式電子顯微鏡SEM來自動收集樣品圖片並測量重要參數,例如直徑、三維、長寬比或面積。這些結果可輕鬆快速地提供大量數據,節省寶貴的時間,使研究人員可以以更有生產力和效率的進行工作。

 

掃描式電子顯微鏡SEM如何幫助改善3D打印等製造工藝。

掃描式電子顯微鏡SEM也可用於研究新的、趨勢化的製造工藝,例如3D打印技術,聚合物被擠壓和操縱用以建構數位3D繪圖的實體。可以對於影印機的分辨率和質量,以及影印機本身的組件進行量測,以提升3D設備的性能表現。

SEM image 3d printed rabbit

圖4:3D列印兔子的SEM圖像。使用SEM來檢測物體的缺陷。

 

聚合物和EDS

分析薄膜中的顆粒分佈時,了解不同相的組成可以幫助改善分散過程。這種分析可以很容易的透過能量光譜分析(EDX或EDS)進行-----掃描式電子顯微鏡SEM上最常用的微量分析技術。幾秒鐘內,樣品的化學成分將會顯示在螢幕上。

 

如何在電子顯微鏡中觀察聚合物

用電子顯微鏡分析聚合物產生了許多的問題。但是,由於聚合物行業是掃描式電子顯微鏡SEM用戶中最大的群體之一,因此提供許多簡單的解決方案來獲得所需的結果。

例如,掃描式電子顯微鏡SEM在非常高的電壓下將樣品上的電子成像。另一方面,電流強度很小,以避免損壞樣品。最重要的是,觀察樣品時必須處於高真空的密閉環境中。根據樣品材料的化學和物理抗性,可能導致多種分析結果。

主要問題是電子在樣品表面上的積累,也稱為放電效應。此問題可以通過建立一個導電橋梁,連接材料表面到儀器樣品載台接地釋放電子。

另一個比較容易的方式是根據材料規格調整電子顯微鏡中的真空度,使用低真空模式觀看影像。

最後的方式是鍍膜設備,可以用金或其他導電材料的薄層覆蓋樣品材料。這適用於SEM分析,而不會顯著改變樣品的結構。

聚合物通常是非常敏感的材料。電子束會損壞它們,尤其是在施加非常高的電壓時。電子顯微鏡發出的電子可以與與分子結合,相互作用並使它們斷裂。ThermoFisher Phenom SEM提供了低真空選項,這使得可以在不損壞樣品的情況下對樣品成像。

 

 

作者介紹

Luigi Raspolini

Luigi RaspoliniThermo Fisher Scientific Phenom桌上型掃描式電子顯微鏡SEM的應用工程師。Luigi一直在探索新的材料表徵,表面粗糙度測量和成分分析的方式。他熱衷於提升用戶體驗,並提供每種樣本進行成像的最佳方法。

 

原文網址: https://blog.phenom-world.com/polymers-characteristics-research-sem

Welcome to PSECE 2019, Philippines

Philippine Semiconductor & Electronics Convention & Exhibition(PSECE 2019)

Date

2019/05/30  08:00 - 2019/06/01 17:00

Place

Philippines / Booth 39, Hall 1 | SMX Convention Center, Pasay City, Manila

官網圖片

 

什麼是SEM?淺談掃描式電子顯微鏡技術

標題

主題

掃描式電子顯微鏡已經變成一個材料分析表徵強大而多用途的工具。近年來,由於越來越小尺寸的材料應用在更多的應用上,越顯其重要性。下面文章,我們將解答”什麼是SEM?”以及描述SEM主要的工作原理。

 

什麼是SEM?

SEM是掃描式電子顯微鏡的縮寫。電子顯微鏡使用電子束成像,就如同光學顯微鏡是利用可見光。

SEM使用特定的電子掃描光束,使用被反射或從樣品近表面區域擊落的電子來形成圖像。由於電子的波長遠小於光的波長,因此SEM的分辨率優於光學顯微鏡。

 

市面上電子顯微鏡分為兩種主要類型:

1.透射式電子顯微鏡(TEM),使用電子檢測穿過非常薄的樣本成像。

2.掃描式電子顯微鏡(SEM),它使用被反射或從樣品的近表面區域擊落的電子來產生圖像。

 

SEM技術如何運作?

現在我們將專注於掃描式電子顯微鏡SEM上。SEM技術的示意圖如下方圖1所示。在這種電子顯微鏡中,用電子束掃描樣品。首先,電子藉由燈絲聚焦電子槍頂端產生。當它們的熱能克服了燈絲材料的功函時,就會發出這些光,然後它們被加速並被帶正電的陽極吸引。

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圖1.典型SEM配件示意圖

 

整個電子槍必須處於真空狀態,像電子顯微鏡的所有組件一樣,電子源也被密封在一個特殊的艙內,以保持真空並保護其免受污染、振動或噪音干擾。儘管真空保護電子源不受污染,但也能讓用戶獲取高分辨率圖像。在沒有真空的情況下,真空柱中可以存在其他原子和分子。它們與電子的相互作用會導致電子束偏轉並降低圖像質量。此外,高真空度提高了真空柱中檢測器對電子的收集效率。

 

如何控制電子路徑?

和光學顯微鏡相似,電子顯微鏡使用透鏡控制電子的路徑。由於電子無法穿過玻璃,此處使用的透鏡是電磁的。他們簡單地由金屬極片的線圈組成,當電流通過線圈時,會產生磁場。隨著電子對磁場非常敏感,它們在顯微鏡電子路徑可通過被這些電磁透鏡控制 – 透過簡單地調整施加給它們的電流。

一般來說,使用兩種類型的電磁透鏡:

聚光透鏡是電子射向樣品的第一個透鏡。該透鏡在電子束錐打開前會聚束,並在撞擊樣品之前被物鏡再次會聚。聚光透鏡確定電子束的大小(確定分辨率),而物鏡的主要作用是將電子束聚焦到樣品上。

掃描電子顯微鏡的透鏡系統還包含掃描線圈,用於將光束光柵化到樣品上。一般情況下,光圈與透鏡組合在一起可以控制光束的大小。典型的SEM儀器的這些主要組件如上方圖1所示。

 

SEM有什麼樣種類的電子?

電子與樣品的相互作用可導致產生許多不同類型的電子、光子或輻射。在SEM的情況下,用於成像的兩種電子是背向散射(BSE)和二次電子(SE)。

背向散射的電子屬於一次電子束,在電子束與樣品之間發生彈性相互作用後被反射回去。另一方面,二次電子起源於樣品的原子:它們是電子束與樣品之間非彈性相互作用的結果。

BSE來自樣品的較深區域(圖2),而SE來自表面區域。 因此,BSE和SE攜帶不同類型的信息。BSE圖像顯示出對原子序數差異的高度敏感性:原子序數越高,圖像中出現的物質越亮。

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圖2:SEM使用的不同類型的信號及其產生的區域

 

SE成像可以提供更詳細的表面信息-您可以在圖3中看到。在許多顯微鏡中,由於電子物質相互作用而產生的X射線檢測也被廣泛用於執行樣品的元素分析。 每種材料都會產生具有特定能量的X射線。 X射線是材料的指紋。 因此,通過檢測成分未知的樣品發出的X射線能量,可以識別其包含的所有不同元素。

BSE SE SEM

圖3:(a)BSE和(b) SE的FeO2顆粒圖像

 

偵測電子的方式?

上述電子的類型由不同類型的檢測器檢測。 為了檢測BSE,將固態檢測器與電子束同心放置在樣品上方,以使BSE收集最大化。另一方面,為了檢測SE,主要使用Everhart-Thornley檢測器。它由法拉第籠內的閃爍體組成,閃爍體用於加速電子並將其轉換為光,然後到達光電倍增器進行放大。 SE檢測器以一定角度放置在電子室的側面,以提高檢測二次電子的效率。這些二次電子用於形成樣品的3D圖像,該圖像在螢幕上顯示。

 

SEM:神奇且精密的儀器

如同上面所敘述,電子必須經歷不同的過程,才能在螢幕顯示圖像,如下方圖4。從電子到成像整個過程幾乎是瞬間完成的,以納秒(10-9秒)為單位。為了獲得高品質的圖像,必須預先計算和精確控制列內電子的每個距離。掃描式電子顯微鏡持續不斷在進步,並且出現新的應用方向,使它們成為不可或缺的儀器。

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圖四、鎢粒子背散射電子的成像

 

選擇最適合您的電子顯微鏡

掃描電子顯微鏡可幫助研究人員優化材料表徵過程並節省寶貴的時間。

您是否正在尋找一種優化研究過程和應用的方法? 您想在更短的時間內進行更好的分析嗎? 為您的研究選擇合適的顯微鏡可以幫助您更有效地工作。

 

 

關於作者

Antonis Nanakoudis

Antonis Nanakoudis是Fisher Scientific Phenom 桌上型電子顯微鏡SEM的應用工程師。他熱衷於SEM在各種應用程序上的功能研發,並持續尋求發掘其表徵方法提供新技術。

 

原文網址: https://blog.phenom-world.com/what-is-sem

使用掃描式電子顯微鏡(SEM)進行有效的石綿分析

標題

主題

石棉由於抗火性、吸音性、抗拉強度和低廉的價格,在19世紀初被大量的開採。

石棉早已使用於瀝青、剎車片、電絕緣體、防火服、工業織品和其他日常用品中,在奧地利工程師Ludwig Hatschek發明了第一個石棉水泥後,開啟了石棉的黃金時代。

特別是石棉的輕盈性和彈性,在建築工程領域和石棉水泥工廠中掀起了一場真正的革命,席捲全球。

 

諷刺的是,在20世紀後期,石棉其持久的特性而被認為是永恆的材料。然而言之過早,一些研究將石棉纖維的釋放與肺癌、間皮瘤和慢性炎性疾病(後來稱之為石棉肺症)聯繫在一起。

因為風蝕、火災、建築物倒塌和材料老化將石棉纖維釋放到空氣中,公眾開始關注到石棉的危害,石棉材料在一些國家開始被禁止使用。

但是為時已晚:石棉無處不在。 據統計,1973年,美國用於各種用途的石棉消費量為804,000噸。2003年,有17個國家正式禁止使用石棉材料。迄今為止,美國在某些產品的生產中仍允許使用1%的石棉。

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圖1. 全球開採石棉的趨勢。時至今日,某些國家仍在開採石棉,對於工人面臨嚴重的健康威脅。

 

石棉的種類

許多工廠持續生產這種石棉材料,對接觸石棉纖維的生產線的人員造成了不可逆的傷害。在某些國家,石棉材料仍被廣泛生產和使用,尤其是屋頂塗料。

下表列出六種不同種類的石棉:它們都是致癌物質,並且對人類的健康構成了非常嚴重的威脅。

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圖2. 六種不同種類的石棉分子式

Chrysotile 和 Amphibole類別(包括Crocidolite和Anthophyllite)分佈最廣,不僅存在於建築材料中,而且存在於幾種織物和粘合材料中。

 

為何掃描式電子顯微鏡SEM對石棉檢測至關重要?

世界各地的政府正在積極進行檢測、鑑定和回收所有含石棉磚的工作。但是,石棉纖維的檢測並不容易,必須透過複雜的分析才能確定受污染的部位。

 

如果懷疑存在石棉,則需由專業人員配備適當的防護用具進入潛在危險區域收集樣本(依現場情況採集氣體或固體),並使用掃描式電子顯微鏡進行分析。

 

樣品可經由接觸或是專門的幫浦來收集,這些幫浦必須運行數小時後才能使樣品具有參考價值。

空氣通過具有小孔的金箔,藉由金箔的過濾,並透過靜電作用收集顆粒和纖維。

 

接著,針對經過過濾的一小部分樣品進行分析,搜索細至3μm和短至5μm的石棉纖維(按比例,平均人發直徑為70μm)。

 

然後,檢測人員將仔細觀察圖像並執行能量光譜分析(EDX),以獲取可疑纖維的化學成分。若發現鈉、鈣、鎂和鐵的存在與硅以特定比例的組合,將觸發警報。

 

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圖3:石棉分析過程中處理的圖像示例。 背景為帶有小孔的薄金箔,可讓空氣通過。

所有顆粒和纖維都被過濾器收集,並因靜電相互作用而保留在原位。

分析結束後,會評估石棉的總含量,將與規範定義的標準值進行比較(各國之間略有不同)。 如果石棉濃度超過一定值,則必須進行高專業的進行清理。
石棉回收程序非常昂貴且耗時,以致於許多人沒有意識這種有毒物質的存在,尚未意識到他們所面臨的風險。

 

當檢測到石棉痕跡時,可以採用兩種可能的解決方案:

1. 可以對材料進行塗層,以保護暴露於風化的表面。 這不是可靠的方式,但是相對便宜並且可以快速應用。

2. 該材料可以完全清除,但需要訓練有素的人員和安全措施,以防止纖維釋放到空氣中。

 

用SEM進行石棉分析

通過下載RPS案例研究,詳細了解如何借助掃描電子顯微鏡(SEM)有效檢測和鑑定石棉。在此案例研究中,RPS(一家專門從事快速風險評估和現場測量檢查的荷蘭公司)介紹了他們如何使用SEM改進和加速風險評估。

 

 

作者介紹

Luigi Raspolini

Luigi Raspolini是Thermo Fisher Scientific Phenom 桌上型電子顯微鏡SEM的應用工程師。Luigi一直在探索新的材料表徵,表面粗糙度測量和成分分析的方式。他熱衷於提升用戶體驗,並提供每種樣本進行成像的最佳方法。

 

原文網址: https://blog.phenom-world.com/asbestos-analysis-sem-microscope

RPS案例: https://discover.phenom-world.com/case-study-mobile-sem-risk-verdict-assessments

加速電壓在掃描式電子顯微鏡的作用

標題

主題

進行電子顯微鏡(EM)分析時,為了針對感興趣區域產生最佳的成像效果,必須考慮一些重要參數, 其中一個重要的參數就是加數電壓。綜觀發展歷程,一直是增加電壓以提高成像的分辨率。

最近幾年,掃描式電子顯微鏡(SEM)的廠家開始致力於提高低電壓狀態下的成像分辨率。低電壓成像主要作用針對電子顯微鏡在生命科學中的應用領域-尤其在獲得諾貝爾獎的冷凍電子顯微鏡技術問世之後。本文將重點介紹加速電壓對電子顯微鏡分析結果的影響。

 

加速電壓決定相互作用區域的大小

加速電壓表示電子能量的多寡:這將決定電子束與樣品之間相互作用區域的大小。一般情況下,高加速電壓越高,電子束在樣品表面穿透力也越深,相互作用區也越大。

這意味著電子在樣品中能有更深入的傳播,並在不同區域中產生訊息。樣品的化學成分也會影響相互作用區域的範圍:輕元素的殼外電子層數較少,電子能量較低。與重元素的樣品相比,電子束對輕元素樣品穿透的更深。

根據接收不同的輸出信號,將獲得不同的結果。在桌上型電子顯微鏡中,通常檢測到三種信號:背向散射電子(BSE)、二次電子(SE)和X射線。

 

加速電壓對電子顯微鏡SEM成像的影響

加速電壓對於BSE和SE成像的影響是類似的:低加速電壓可呈現樣品表面更多的細節;而高加速電壓下,圖像分辨率提高,樣品表面細節減少,提供樣品表層下方結構更多的信息。 從下方圖片中我們可以看到,低加速電壓使表面樣品的污染清晰可見,而高加速電壓則呈現了污染層下方的表面結構。

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圖1:錫球在5kV(左)和15kV(右)的BSE圖像。在低加速電壓下,可以看到樣品頂部明顯的碳污染。

          當加速電壓增加時,更深的穿透力使碳點下方的錫球結構顯現,減少汙染物的細節。

 

針對不同性質的樣品選擇適合的加速電壓非常重要。像生物樣品、多種聚合物樣品和其他樣品(大部分為有機的)對高能量的電子極為敏感。由於電子顯微鏡SEM在真空中運行,進一步提高了這種敏感度。這就是SEM廠家關注於較低電壓下提高分辨率值的原因,這樣的話,即使在最精細的樣品下也能有很好的圖像。

在這個過程中最困難是成像技術背後的物理原理:與攝影相似,存在幾種會影響輸出圖像品質的因素,像是失真和像差。隨著電壓的提升,獲得的信號量變多,色差的影響逐漸減小,這是為什麼以前SEM的趨勢是利用高電壓提高成像分辨率的主要原因。

 

X射線的產生

在X射線方面,情況完全不同:更高的電壓產生更多的X射線。X射線可經由EDS(能量色散X射線譜)檢測器獲取和處理,對樣品進行成分分析。

該技術包括通過與來自電子束的電子(一次電子)相互作用,迫使目標樣品中的電子被打出。內層電子離開原子後會留下電洞。位於外層的、處於較高能階的電子在填充這些低能階電洞的時候,多餘能量可能會以X射線形式放出。X射線的能量可以透過Moseley定律與原子的原子質量相關聯。因此通過EDS分析判斷樣品的化學成分。

X射線產生的關鍵因素:

過壓比:入射電子束能量與目標原子所需電離能量的比值

相互作用區域範圍:定義分析空間分辨率

 

理想的分析要求最小過壓比值為1.5,代表透過增大加速電壓,可檢測更多序數較大的元素。另一方面,在高加速電壓下,樣品被損壞的機率越高,同時相互作用的範圍也越大。

X射線的產生可能來自更大的作用範圍,從而影響樣品的可靠性。在多層、顆粒和非均質的材料下,較大的作用區域會產生來自樣品不同組成的信號,從而影響了EDS分析的結果。

 

未命名

圖2:在15kV處收集的EDS光譜圖像。 峰突出顯示了每個元素的存在,並運用複雜的算法將來自檢測器的信號轉換為化學成分。

為了平衡兩者的影響,通常推薦加速電壓數值範圍落在10至20kV之間。進行EDS分析時,要特別注意的一點,可能會出現“重疊峰”。因為X射線是各種元素的電子在不同電子層跳躍移動而產生的,他們可能具有相似的能量。

這就需要先進的集成流程來消除峰值並使結果進行正常化,或者使用更高的能量含量線(來自兩個具有重疊峰值的元素之一)。 儘管前者已在大多數EDS軟件中實現,後者還不能滿足所有情況,考慮到非常普遍的元素(如鉛),其高能量水平線需要高於100kV的電壓。

 

 

作者介紹

Luigi Raspolini

Luigi Raspolini是Thermo Fisher Scientific Phenom 桌上型電子顯微鏡SEM的應用工程師。Luigi一直在探索新的材料表徵,表面粗糙度測量和成分分析的方式。他熱衷於提升用戶體驗,並提供每種樣本進行成像的最佳方法。

 

原文網址: https://blog.phenom-world.com/sem-technology-electron-beam-microscopy

電子顯微鏡在食品科學研究的應用

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在食品科學領域,研究人員面臨著許多不同的、具有挑戰性的顯微鏡應用任務:從顆粒和纖維分析,到食品保存、食品微生物學和食品病原體。食品科學研究和掃描式電子顯微鏡(SEM)一直密切相關。 SEM可用於各種各樣的研究,從草藥到水果、從加工食品到天然成分。 本文將為您提供一些有關如何使用SEM以及SEM帶來的好處和挑戰。

 

使用掃描式電子顯微鏡分析不同乾燥程序所呈現的影響

 

第一個例子,讓我們觀察乾燥程序的不同對中國主要養殖貝類[1]的理化特性和抗氧化活性的影響分析。太平洋牡蠣Crassostrea gigas被認為是一種珍貴的食品和藥品資源。依據不同的乾燥方式分析對多醣的表面形態和結構的影響。

透過掃描式電子顯微鏡,Hu等人表示噴霧乾燥產生更小且更均勻的多醣顆粒,而冷凍乾燥和旋轉蒸發乾燥可製造具有橢圓形和光滑的表面形貌。光滑的表面形貌可顯示出較高的生物活性和抗氧化活性。基於這個結果,噴霧乾燥法被推薦生產多醣體的方法。

example baking yeast imaged with sem

圖1.掃描式電子顯微鏡SEM下酵母的成像

 

香蕉澱粉的研究

類似的話題上,從香蕉澱粉獲得了更詳細的研究。澱粉是一種葡萄糖的聚合物,在高等植物中作為主要能量儲備。澱粉作為一種廉價、豐富、可生物降解的可再生材料,可以從多種植物中獲得,例如小麥、玉米或馬鈴薯。

在Ssonko和Muranga的研究中,香蕉被用作收集澱粉的主要來源[2]。在掃描電子顯微鏡內對澱粉樣品進行分析,對其進行在Pt-Pd塗層的分析,所觀察到的形狀分為細長的球體和橢圓形的顆粒。

該結果證實了其他研究的觀察結果,報告說香蕉澱粉由不同的形狀組成。只有來自烹飪香蕉Fougamou的澱粉顯示出三角形和梨形結構。總體來說,研究結果提供了有關澱粉的理化性質和功能特性的有用信息,從而強化了澱粉在食品工業中的應用,取代了商業化的澱粉。

 

植物及其精油的研究

最後但並非最不重要的一點是,Kotronia等人[3]對精油進行了有趣的研究。眾所周知,牛至是一種芳香植物,通常在地中海附近的國家野生。而且,儘管牛至和其衍生的香精油已為人所知,並且已經使用了多個世紀,但直到最近,這些植物油才吸引了各應用領域更多的注意。

這些油已被證明具有抗菌、抗氧化和消炎的作用,這是由於酚類物質產生的,主要是香芹酚。甚至有人提出香芹酚具有預防神經退行性疾病的可能性。

在這項研究中,使用掃描式電子顯微鏡觀察最終乾燥的β-cyclodextrin-oregano精油化合物。針對100個粒子進行了成像而獲得統計數據,並確定了它們的平均粒徑。Kotronia等人所觀察到的化合物沒有呈現一種特殊的形態學,而是具有棱柱、平行且光滑的側面。

除此之外,他們觀察到了不同大小的團聚物,較大的顆粒可能會吸引較小的顆粒。可以確定平均大小為2.2μm。未來,各種應用將拓大,包括食品、化妝品和農業領域。

imaging rosemary with sem

圖2.掃描式電子顯微鏡SEM下迷迭香的成像

 

說到植物,以及從中提煉的油,用掃描式電子顯微鏡觀察。請看下圖的葉子組織。最近有研究發現,有些葉子的表面上呈現這些星形圖案。它們的尺寸僅為100 µm,即十分之一毫米!

sem image plant star shaped leaf issue

圖3.掃描式電子顯微鏡SEM下的植物星形組織

 

參考文獻:

[1] Effect of drying procedures on the physiochemical properties and antioxidant activities of polysaccharides from Crassostrea gigas – Hu et al., PLoS ONE, 2017

[2] Partial characterization of starches from major banana (matooke) cultivars grown in Uganda -  Ssonko and Muranga, Food Sci Nutr 2017 (5)

[3] Encapsulation of Oregano Essential Oil in β-cyclodextrin: synthesis and characterization of the inclusion complexes – Kotronia et al. bioengineering 2017 (4)

 

 

作者介紹

Karl Kersten

Karl Kersten是Thermo Scientific Phenom SEM電子顯微鏡應用團隊的負責人。 他對Phenom產品充滿熱情,致力於將客戶需求轉換為產品或軟體功能,使客戶實現其目標。

 

原文網址: https://blog.phenom-world.com/food-science-research-scanning-electron-microscopy

 

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