Een nieuwe Transmission Electron Microscope (TEM) die eerder dit jaar in het Lab is geïnstalleerd, geeft LLNL-onderzoekers een duidelijker beeld van het atomaire niveau van structuren dan voorheen.

De Titan 80-300 TEM, vervaardigd door FEI Company, werd in december geïnstalleerd en biedt uitgebreide mogelijkheden voor de bestaande transmissie-elektronenmicroscoop die het Lab al ongeveer 20 jaar heeft, volgens LLNL-stafwetenschapper Joe McKeown. Tot de verbeteringen behoren een hoge-hoek ringvormige donkere veld (HAADF) detector voor scanning transmissie-elektronenmicroscopie (STEM), wat zorgt voor Z-contrast beeldvorming als gevolg van verbeterde verstrooiing van elementen met een hoog atoomnummer, en een laagspanningsmodus voor het analyseren van polymeren en biologische monsters die mogelijk gevoeliger zijn voor hoogenergetische elektronen.

"Met de donkervelddetector, zwaardere elementen lijken helderder in contrast, zodat we gemakkelijker en sneller zowel structurele als compositieanalyses van microstructuren kunnen uitvoeren, ' zei McKeown.

De microscoop is ook uitgerust met een verbeterde detector voor elektronenenergieverliesspectrometrie (EELS). De nieuwe detector (een Gatan 965 GIF Quantum ER) biedt een betere energieresolutie en maakt extreem snelle elementaire mapping van materialen mogelijk dankzij een verhoogde verzamelefficiëntie. Operaties die normaal gesproken een paar uur duren, McKeown zei, duurt slechts een paar minuten met de ultramoderne machine.

"In termen van tijdwinst, het is enorm, "Zei McKeown. "Het hebben van deze nieuwe spectrometer is erg leuk om fijne mapping te doen, omdat er veel meer signaal moet worden verzameld."

Postdoctoraal onderzoeker Tian (Tony) Li, een van de primaire gebruikers van de nieuwe TEM, zei dat de Titan veel nieuwe microscopiemogelijkheden ter plaatse biedt die hij eerder naar het Lawrence Berkeley Lab moest reizen om te presteren. Met zijn hoge resolutie beeldvorming, Li zei, onderzoekers kunnen individuele atoomkolommen zien, een handig hulpmiddel om naar roosterstructuren te kijken en compositieanalyses uit te voeren.

"Je kunt met de Titan afbeeldingen tot op atomair niveau krijgen en het is ook geweldig voor kwantitatieve analyse, " zei Li. "Je kunt beeldvorming met atomaire resolutie doen, diffractie, energie dispersieve röntgenanalyse, elektronen energieverlies en tomografie, en het heeft een van de beste opbrengstspectrometers die er zijn."

McKeown zei dat iedereen die geïnteresseerd is in microstructuren, inclusief additieve fabricage, biologie, of andere gebieden die baat kunnen hebben bij beeldvorming op nanoschaal, kan monsters binnenbrengen voor analyse, en kan zelfs worden getraind in het gebruik ervan.

"Je hoeft geen expert te zijn om echt goede foto's te maken, ' zei McKeown.