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《RISE大招》无机材料之结构分析和结晶度分析

仪器信息网 2017/08/16 10:50:48 点击 37 次

《RISE大招》前情回顾:这是一个荡气回肠的相遇、相知、相恋、相爱的故事。本系列前两集讲述了RISE从传统扫描电镜“心有余而力不足”的分析困境下一跃而出到它对于无机相鉴定和金属夹杂分析的武功路数,相信大家对RISE电镜-拉曼一体化系统已经有了基本了解。(然而小编还是无比体贴的放上了前两集链接:点击下列文字即可快速阅读)。01 “我的前半生”结束了,后面的科研之路就靠它了!02 无机材料分析,RISE还有这些大招!


科研无涯,却无需苦作舟。路即在此,英雄闻声而至。话不多说,今天呢,接着上次的招式,给大家讲讲RISE在无机材料结构分析和结晶度分析上的套路。



无机材料之结构分析

对于无机材料来说,经常会碰到同分异构的情况。但是仅仅通过扫描电镜和能谱,我们只能得到形貌和成分数据,而没有办法对样品进行准确的结构分析。而结构作为物质的基本特性,极大的影响着热、力、光、电、磁等性能,因此也是微区表征不容忽视的方面。而目前在SEM系统中,能够进行结构表征的也只有EBSD,但是前提依然是要有严格的样品制备,局限性很大。而成分相同结构不同的同分异构材料的拉曼光谱,往往表现出较大的差异,因此拉曼光谱分析手段是很好的表征结构的手段。因此,通过SEM+EDS+Raman (RISE) 的综合分析手段,我们就可以对同分异构材料进行全面准确的形貌、成分和结构分析 如下图,试样为TiO2粉末,TiO2有锐钛矿和金红石两种结构,并且两者表现出完全不同的拉曼光谱特征。因此在RISE系统中通过拉曼光谱的面扫描分析,可以轻易的区分出蓝色区域为锐钛矿结构,红色区域为金红石结构。


再例如下图,通过EDS数据知道电镜分析区域为Sm2O,然后在此基础上进行拉曼面分布分析。虽然试样并不平整,完全不够EBSD的测试要求,但是RISE系统依然可以发现其中红色区域为立方结构的Sm2O,蓝色区域为单斜结构的Sm2O



无机材料之结晶度分析

对于无机材料来说,结晶度也是重要的参数。目前能够很好的表征结晶情况的主要是XRD,并且是基于宏观分析,能在微区尺度对结晶度进行表征的手段则很少。而无机晶体材料的结晶度却会对特征拉曼峰产生较大的影响。结晶度程度高,特征拉曼峰高而尖锐;反之,若结晶度低,则特征峰会变宽。因此,可以通过特征拉曼峰的宽度来对结晶度进行评判。

由此可见,原位一体化的RISE对微区领域的结晶度分析提供了新的途径如下图,用SEM-FIB双束电镜在硅表面进行图形加工。由于Ga+离子的注入效应、热效应等会使加工区域的硅产生一定程度上的非晶化。仅凭形貌是无法知道非晶化程度的。而在此区域用RISE进行拉曼面扫描,并用每一个测试点的Si的特征拉曼峰的半高宽为依据进行RISE成像,红色区域为半高宽较窄,蓝色区域为半高宽较宽。由此形成的RISE图像,对于研究FIB加工产生的非晶化一目了然



RISE七十二般武艺,招招新奇,但一招一式,每一个路数都为更好的帮助您的科研分析而生。除了切实突破并解决了传统扫描电镜分析能力薄弱的问题,针对传统意义上的电镜-拉曼联用系统的种种分析弊端,RISE系统采用了扫描电镜-拉曼光谱一体化的硬件和软件设计,使得综合分析更加行之有效。  故事刚开始,我们已相遇,还有相知、相恋、相爱̷̷跑远了,下面请收看“下集预告”:《RISE大招》下集看点:无机材料之微量元素分析、取向分析、取向应力分析。



关于TESCAN
TESCAN发源于全球最大的电镜制造基地-捷克Brno,是电子显微镜及聚焦离子束系统领域全球知名的跨国公司,有超过60年的电子显微镜研发和制造历史,是扫描电子显微镜与拉曼光谱仪联用技术、聚焦离子束与飞行时间质谱仪联用技术以及氙等离子聚焦离子束技术的开拓者,也是行业领域的技术领导者。
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01 “我的前半生”结束了,后面的科研之路就靠它了!02 无机材料分析,RISE还有这些大招!
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