Приложения

Определение и характеристики кристаллов: Кристаллы-это материалы, образованные регулярным и периодическим расположением частиц (молекулы, атомы, ионы) в трехмерном пространстве. Кристаллы могут быть классифицированы на монокристаллы и поликристаллы. Образование кристаллов включает в себя процесс частиц, расположенных в обычном рисунке. Регулярное расположение частиц приводит к структурированной структуре внутри кристалла, что делает кристаллы твердыми веществами с определенной структурой решетки. Кристаллы демонстрируют регулярные геометрические формы, имеют фиксированные точки плавления и демонстрируют анизотропные свойства, такие как механическая прочность, теплопроводность и тепловое расширение. Кристаллы имеют распространенные по своей природе, и большинство твердых материалов, найденных в природе, представляют собой кристаллы. Газы, жидкости и аморфные материалы также могут трансформироваться в кристаллы в подходящих условиях. Рентгеновская дифракция обычно используется для определения того, является ли материал кристаллом или нет. Точка плавления и распределение кристаллов: Регулярное расположение атомов в кристаллах способствует их фиксированной точкам плавления и затвердевания, что является отличительной особенностью кристаллов по сравнению с аморфными материалами. Кристаллы разнообразны по морфологии по своей природе, начиная от общих веществ, таких как соль и сахар, минералы, которые составляют кору Земли, до металлов и полупроводниковых материалов. Electron m Icroscopes и EBSD Методы могут помочь понять стабильность кристаллов в различных условиях и предоставить научную информацию о вы�

Недавно исследовательская группа под названием «Фононическая модуляция релаксации спин-латитики в молекулярных фреймворках кубита», возглавляемой Sun Lei из Школы науки в Университете Уэстлейк, была опубликована в Nature Communications. Рисунок 1: Сеть водородных связей и фононная модуляция релаксации спиновой латины в MQFS Команда использовала Ciqtek Импульсная e Lectron p aramagnetic r Esonance (EPR) S Пектроскопия x-диапазона EPR100 и

Что такое процесс Rкристаллизации P? Рекристаллизация — важное явление в материаловедении, которое включает восстановление микроструктуры материала после пластической деформации. Этот процесс имеет решающее значение для понимания свойств материала и оптимизации методов обработки. Механизмы и Cклассификация Rкристаллизации Процессы рекристаллизации обычно инициируются термической обработкой или термической деформацией и включают естественное восстановление материалов после образования дефектов во время деформации. Дефекты, такие как дислокации и границы зерен, способствуют уменьшению свободной энергии системы при высоких температурах за счет перегруппировки и аннигиляции дислокаций, что приводит к образованию новых зеренных структур. Рекристаллизацию можно разделить на статическую рекристаллизацию (SRX) и динамическую рекристаллизацию (DRX). SRX возникает во время процессов отжига, а DRX - во время термической деформации. Кроме того, рекристаллизацию можно подразделить на основе конкретных механизмов, таких как непрерывная динамическая рекристаллизация (CDRX), прерывистая динамическая рекристаллизация (DDRX), геометрическая динамическая рекристаллизация (GDRX) и метадинамическая рекристаллизация (MDRX). Эти классификации не имеют строгого определения, и исследователи могут иметь разные интерпретации. Факторы, влияющие на рекристаллизацию На процесс рекристаллизации влияют различные факторы, в том числе энергия дефекта упаковки (γSFE), начальный размер зерна, условия термической обработки и частицы второй фазы. Величина энергии дефекта упаковки определяет пробой и подвижность дислокаций, тем самым влияя на скорость рекристаллизации. Меньшие начальные размеры зерен и подходящие условия термической обработки, такие как высокая температура и низкие скорости деформации, облегчают рекристаллизацию. Частицы второй фазы могут существенно влиять на процесс рекристаллизации, препятствуя движению границ зерен. Применение методов визуализации EBSD и TEM — два классических метода визуализации, используемые в исследованиях рекристаллизации. EBSD анализирует распределение и процентное содержание рекристаллизованных зерен с использованием карты DefRex, хотя ограничения разрешения могут создавать проблемы с точностью. С другой стороны, ПЭМ обеспечивает прямое наблюдение субструктур материала, таких как дислокации, предлагая более интуитивную перспективу для исследований рекристаллизации. Применение EBSD в исследованиях рекристаллизации EBSD используется для определения того, подверглись ли зерна рекристаллизации, путем наблюдения за границами зерен. Например, на картах DefRex кованых сплавов TNM зерна, окруженные границами под большим углом, обычно считаются рекристаллизованными зернами. Этот метод предоставляет подробную информацию об ориентации зерен и типах границ зерен, помогая понять микроструктурные изменения во время рекристаллизации. Карта BC+GB (границы зерен) кованого сплава TiAl Применение ТЭМ в исследованиях рекристаллизации TEM позволяет проводить бол...

Просвечивающие Еэлектронные микроскопы (ПЭМ) и сканирующие электронные микроскопы (СЭМ) являются незаменимыми инструментами в современных научных исследованиях. По сравнению с оптическими микроскопами электронные микроскопы обеспечивают более высокое разрешение, что позволяет наблюдать и изучать микроструктуру образцов в меньшем масштабе. Электронные микроскопы могут обеспечивать изображения с высоким разрешением и большим увеличением, используя взаимодействие между электронным лучом и образцом. Это позволяет исследователям получать важную информацию, которую может быть трудно получить другими методами. Какой микроскоп вам больше подходит? При выборе подходящего метода электронной микроскопии для ваших нужд необходимо учитывать различные факторы, чтобы определить наиболее подходящий. Вот некоторые соображения, которые могут помочь вам принять решение: Полевая эмиссия ПЭМ | ТХ-F120 Цель анализа: Во-первых, важно определить цель вашего анализа. Для разных типов анализа подходят разные методы электронной микроскопии. а. Если вас интересуют характеристики поверхности образца, такие как шероховатость или обнаружение загрязнений, Sсканирующий Eэлектрон Ммикроскоп (СЭМ) может быть более подходящим. б. Однако просвечивающий электронный микроскоп (ПЭМ) может быть более подходящим, если вы хотите понять кристаллическую структуру образца или обнаружить структурные дефекты или примеси. Требования к разрешению: В зависимости от ваших требований к анализу у вас могут быть особые требования к разрешению. В этом отношении TEM обычно имеет более высокое разрешение возможности по сравнению с SEM. Если вам необходимо получить изображения с высоким разрешением, особенно для наблюдения тонких структур, ПЭМ может оказаться более подходящим вариантом. Sобразец Приготовление: Важным фактором является сложность подготовки образцов . а. СЭМ образцы обычно требуют минимальной подготовки или не требуют никакой подготовки, а СЭМ обеспечивает большую гибкость в выборе размера образца , поскольку их можно устанавливать непосредственно на образец этап для визуализации. б. Напротив, процесс подготовки образцов для ПЭМ гораздо более сложен и требует для работы опытных инженеров. образцы ПЭМ должны быть чрезвычайно тонкими, обычно менее 150 нм или даже менее 30 нм, и как можно более плоскими. Это означает, что подготовка образцов ТЭМ может потребовать больше времени и опыта. Тип изображений: СЭМ обеспечивает подробные трехмерные изображения поверхности образца , а ПЭМ обеспечивает двухмерные проекционные изображения внутренней структуры образца. а. Сканирующий Eэлектронный Mмикроскопe (SEM) обеспечивает трехмерные изображения морфологии поверхности образца . В основном он используется для морфологического анализа. Если вам необходимо изучить морфологию поверхности материала, можно использовать СЭМ, но вам необходимо учитывать разрешение, чтобы убедиться, соответствует ли оно вашим экспериментальным требованиям. б. Если вам нужно понять внутреннюю кристаллическую или атомную структ...

С момента открытия Уотсоном и Криком классической структуры двойной спирали ДНК в 1950-х годах, ДНК стала основой исследований в области наук о жизни. Количество и расположение четырех оснований в ДНК приводят к генетическому разнообразию, а ее пространственная структура влияет на экспрессию генов. В дополнение к традиционной структуре двойной спирали ДНК, в клетках человека обнаружена особая четырехцепочечная структура ДНК, называемая G-квадруплексом. G-квадруплекс представляет собой структуру более высокого порядка, образованную путем сворачивания ДНК или РНК, богатой тандемными повторами гуанина (G). G-квадруплексы широко распространены в быстро делящихся клетках, таких как раковые клетки. Таким образом, G-квадруплексы могут служить мишенями для лекарств в исследованиях рака. Исследование структуры G-квадруплексов и способов их связывания с лигандами имеет большое значение для диагностики и лечения раковых клеток. Электрон-электронный Ддвойной резонанс (ДЭЕР) Электронно-электронный двойной резонанс (ДЭЭР) с использованием импульсного диполярного электронного парамагнитного резонанса (ПДЭПР) был разработан как надежный и универсальный инструмент для определения структуры в структурной и химической биологии. DEER в сочетании с методами сайт-направленной спиновой маркировки (SDSL) может предоставить информацию о расстоянии на наноуровне. При изучении структур G-квадруплексов технология DEER в сочетании с SDSL позволяет дифференцировать разные длины димеров G-квадруплексов и выявлять способы связывания лигандов G-квадруплексов с димерами. Методы PDEPR позволяют различать димеры G-квадруплекса разной длины. Спин-меткой, используемой для измерения расстояний в экспериментах DEER, является Cu(пиридин)4. Комплекс Cu(пиридин)4 ковалентно связан с G-квадруплексами, а диполь-дипольные взаимодействия между двумя парамагнитными ионами Cu2+ в π- Можно измерить сложенные мономеры G-квартета. Это позволяет изучать образование димеров. [Cu2+@A4] (TTLGGG) и [Cu2+@B4] (TLGGGG) представляют собой два олигонуклеотида с разными последовательностями. На рисунках 1 и 2 показаны экспериментальные результаты DEER для [Cu2+@A4]2 и [Cu2+@B4]2 соответственно. По результатам DEER среднее расстояние между отдельными ионами Cu2+-Cu2+ в [Cu2+@A4 ]2 димер имеет dA = 2,55 нм. G-квадруплексы на 3'-концах G-квартетов образуют димеры G-квадруплексов посредством укладки хвост-к-хвосту, а оси gz двух спиновых меток Cu2+ в Димеры G-квадруплексов расположены параллельно. По сравнению с димерами [Cu2+@A4]2 димеры π-стекинга в [Cu2 +@B4]2 длиннее (дБ-дА = 0,66 нм), что подтверждает наличие дополнительного G-квартета в каждом мономере [Cu2+@B4], что соответствует ожидаемому расстоянию. Следовательно, измерения DEER могут различать различную длину димеров G-квадруплекса. Рис. 1 (А). Спектр импульсного ЭПР (черная линия) [Cu2+@A4]2 димер и его соответствующая модель (красная линия) (34 ГГц, 19 К); (B) Кривые временной области DEER с коррекцией по фону (черная линия) в четырех положениях по...

Sканирующий Eэлектронный Mмикроскоп (SEM) является важным инструментом для наблюдения микромасштаба морфология и широко используется в таких областях, как материаловедение, биология и наука об окружающей среде. Благодаря постоянному развитию технологий, Fполе Eмиссия Sконсервирующий Eэлектронный Mмикроскоп (FESEM ) появился. По сравнению с традиционным SEM, FESEM предлагает такие преимущества, как более высокое разрешение, большая глубина резкости и более высокая стабильность сигнала. В этой статье будет подробно рассмотрены принципы, характеристики и преимущества FESEM по сравнению с SEM. Принципы автоэмиссионного сканирующего электронного микроскопа (FESEM): 1. Источник электронов: FESEM использует источник электронов с автоэлектронной эмиссией вместо параллельного источника электронов, используемого в SEM. Источник автоэмиссионных электронов имеет более высокую плотность электронного пучка и лучшую фокусировку, что приводит к более высокому разрешению. 2. Система электронной оптики: FESEM использует передовые системы электронной оптики, включая электромагнитные и электростатические линзы, для достижения более высокого качества изображения и большей стабильности сигнала. 3. Подготовка проб: Подготовка проб для FESEM относительно проста и требует лишь мягкой обработки поверхности для обеспечения проводимости. 4. Обнаружение сигнала: FESEM использует несколько методов обнаружения сигналов, таких как вторичные и обратнорассеянные электроны, для получения обширной информации об образце. Характеристики из Полевой эмиссионный сканирующий электронный микроскоп (FESEM): 1. Высокое разрешение: FESEM с автоэмиссионным источником электронов и усовершенствованной системой электронной оптики обеспечивает более высокое разрешение, позволяя наблюдать более мелкие структуры образца. 2. Большая глубина резкости: FESEM имеет большую глубину резкости, что обеспечивает хорошее качество изображения во время наблюдений и облегчает наблюдение трехмерных структур образцов. 3. Высокая стабильность сигнала: FESEM демонстрирует высокую стабильность сигнала, обеспечивая стабильное изображение в течение длительных периодов наблюдения. 4. Простая подготовка проб. Подготовка проб для FESEM относительно проста, что снижает сложность и стоимость подготовки проб. 5. Обнаружение множественных сигналов: FESEM может использовать различные методы обнаружения сигналов, предоставляя обширную информацию об образцах и предлагая больше доказательств для анализа и исследований. Преимущества автоэмиссионного сканирующего электронного микроскопа (FESEM) по сравнению с СЭМ: 1. Улучшенное разрешение: FESEM предлагает более высокое разрешение, что позволяет наблюдать более мелкие структуры образцов и расширяет возможности применения микромасштабных наблюдений. 2. Увеличенная глубина резкости: FESEM имеет большую глубину резкости, что облегчает наблюдение за трехмерными структурами образцов и обеспечивает более реалистичные результаты наблюдения. 3. Более высокая стабильность сигнала: FESEM де...

Люди полагаются на свои чувства, чтобы воспринимать мир, и эти инструменты микроскопического анализа расширяют человеческое восприятие. Мы все знакомы с оптическими микроскопами, но эти микроскопы, работающие на основе визуализации линз, ограничены пределом Аббе, где разрешение ограничено половиной длины волны используемого света. Поэтому разрешение оптических микроскопов находится только на уровне микрометра из-за ограничения длины волны света. Однако быстро движущиеся электроны обладают корпускулярно-волновым дуализмом, и важной характеристикой электронов как волн является их длина волны. С увеличением ускоряющего напряжения длина волны электронов уменьшается. Используя более высокие ускоряющие напряжения, например 30 кВ, можно получить электроны с длиной волны примерно 7 пм. Электронные микроскопы создаются путем использования электронов в качестве «света» и замены обычных оптических линз магнитными линзами. Когда электроны взаимодействуют с твердым образцом, они производят ряд информации, связанной с образцом, включая наведенную электродвижущую силу, катодолюминесценцию, характеристическое рентгеновское излучение, обратно рассеянные электроны, оже-электроны, вторичные электроны, поглощенные электроны, прошедшие электроны и т. д. используя эту информацию, можно получить структурную информацию в микроскопическом масштабе. Tразличия между СЭМ и ПЭМ SEM (сканирующий электронный микроскоп) и TEM (просвечивающий электронный микроскоп) являются двумя распространенными формами электронных микроскопов. В СЭМ используются Sвторичные Eэлектроны (SE) и Back-рассеянные Eэлектроны (BSE) для захватывать изображения образца поверхности, а ПЭМ обнаруживает прошедшие электроны для создания проекционных изображений через Интерьер экземпляра. СЭМ сканирует поверхность образца сфокусированным электронным лучом и собирает сигналы, генерируемые в каждой точке, для построения попиксельно усиленного изображения. Сканирующая катушка, расположенная под линзой объектива, используется для точного направления луча через поверхность образца в плоскости XY. В зависимости от увеличения (до 2 миллионов раз) луч сканирует поле зрения от нескольких микрометров до миллиметров. Типичные ускоряющие напряжения для СЭМ колеблются от 1 кВ до 30 кВ, при этом более низкие ускоряющие напряжения обеспечивают более мягкий луч, что полезно для визуализации чувствительных к лучу и изолирующих образцов с. Вторичные электроны менее чувствительны к атомным номерам и более подходят для наблюдения топографии поверхности, тогда как обратнорассеянные электроны дают более сильные сигналы для образцов с большими атомными номерами, что делает их пригодными для композиционной визуализации. TEM обычно работает при ускоряющем напряжении от 30 до 300 кВ, что намного выше, чем напряжения, используемые в приборах SEM, что позволяет получать изображения с более высоким разрешением. ТЭМ с исправленной аберрацией может достигать пространственного разрешения ниже 1 Å, что позволяет наблюдать очень мелкие детал...

Принцип Sконсервирующего Eэлектронного Mмикроскопа (SEM) заключается в излучении электронного луча из электронной пушки, которая ускоряется электрическим полем. Электронный луч сканирует поверхность образца построчно, возбуждая образец для генерации различных физических сигналов. Эти сигналы собираются детекторами и преобразуются в видеосигналы в последовательном и пропорциональном порядке. Благодаря обнаружению определенного сигнала, усилению видеосигнала и обработке сигнала на экране дисплея получается сканированное изображение, отражающее особенности поверхности образца . Распространенные проблемы: 1. Влияет ли магнитная природа образца на исследование СЭМ? а. Интерференция магнитного поля: Электронный луч в СЭМ фокусируется электромагнитными линзами. Магнитные элементы в образце могут генерировать магнитное поле, которое мешает пути электронного луча, что приводит к искажению изображения или снижению разрешения. б. Обнаружение сигнала: СЭМ формирует изображения путем обнаружения Sвторичных Eэлектронов, Back-S рассеянные Eэлектроны и другие сигналы, возникающие в результате взаимодействия между электронами и образцом. Если образец содержит магнитные элементы, эти элементы могут влиять на рассеяние и обнаружение электронов, что может повлиять на качество изображения и точность композиционного анализа. в. Sобразцы Подготовка: образцы, содержащие магнитные элементы, могут создавать проблемы во время подготовки, поскольку эти элементы могут прилипать к другим магнитным поверхностям. Поэтому могут потребоваться специальные методы подготовки для обеспечения стабильности и репрезентативности образцов . д. Композиционный анализ: Во время Eэнергии Dдисперсионного Sспектрометра (EDS) анализ, если образец содержит магнитные элементы, их магнитные поля могут изменить путь рентгеновских лучей, потенциально влияя на обнаружение рентгеновских лучей. е. Нагревательные эффекты: В некоторых случаях взаимодействие между электронным лучом и образцом может выделять тепло. Если образец содержит магнитные элементы, такой нагрев может вызвать локальные магнитные изменения в образце, что может повлиять на результаты СЭМ-анализа. 2. Каково влияние радиоактивных образцов на СЭМ-тестирование? а. Sобразец Стабильность: Процессы радиоактивного распада могут вызывать изменения в структуре образца, что влияет на стабильность и воспроизводимость результатов анализа . б. Sобразец Нагревание: Радиоактивный распад может выделять тепло, приводящее к локальному или общему нагреву образца, что может влиять на микроструктуру образец и взаимодействие с электронным лучом. в. Помехи сигнала: Радиоактивный образецОни могут испускать альфа-частицы, бета-частицы или гамма-лучи, которые могут мешать работе детекторов SEM, что приводит к увеличению шума изображения и ухудшению качества изображения. д. Накопление заряда: Заряженные частицы, испускаемые радиоактивными образцами, могут накапливать заряды на поверхности образца или вблизи нее, что может повлиять на электрон фокусировка и сканир...