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Phenom XL 臺(tái)式原位掃描電子顯微鏡
液相電化學(xué) 原位加熱 電學(xué)偏壓
面向材料動(dòng)態(tài)過(guò)程研究的臺(tái)式原位 SEM 方案,通過(guò) FireBolt 和 HydroBolt 模塊,把溫度、電壓、液相電化學(xué)條件與同一區(qū)域 SEM 圖像建立時(shí)間對(duì)應(yīng)關(guān)系。
Phenom XL 主機(jī)與 FireBolt、HydroBolt 原位模塊(原資料圖片)
原位能力 | 研究對(duì)象 | 關(guān)鍵價(jià)值 |
|---|---|---|
液相電化學(xué) | 電沉積、枝晶、腐蝕與界面變化 | 同步關(guān)聯(lián)電化學(xué)信號(hào)與表面形貌 |
加熱與偏壓 | 納米顆粒、納米線、薄膜、二維片層等 | 追蹤溫度和電場(chǎng)作用下的結(jié)構(gòu)演變 |
跨平臺(tái)關(guān)聯(lián) | 通用 Nano-Chip 樣品 | 連接原位 SEM 與原位 TEM 分析流程 |
產(chǎn)品介紹
傳統(tǒng) SEM 常以處理前后的靜態(tài)圖像進(jìn)行比較。Phenom XL 臺(tái)式原位掃描電子顯微鏡把液相、電位、溫度和電學(xué)偏壓引入成像過(guò)程,使研究人員能夠在外部刺激作用下直接觀察材料的成核、生長(zhǎng)、重構(gòu)、退化或失效。借助 MEMS 芯片技術(shù),原位條件可在 SEM 腔體內(nèi)建立,系統(tǒng)由靜態(tài)成像工具擴(kuò)展為動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
從原位 SEM 到跨尺度機(jī)制分析
Phenom XL 可先利用臺(tái)式 SEM 的易用性開(kāi)展現(xiàn)象探索,再將搭載加熱或偏壓功能的同款 Nano-Chip 轉(zhuǎn)移至 TEM 平臺(tái)。這一個(gè)流程把微米尺度的 SEM 面掃觀察,與更高分辨率的 TEM 成像及成分化學(xué)分析建立關(guān)聯(lián),同時(shí)保持樣品和控制參數(shù)的一致性。
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MEMS 芯片技術(shù)實(shí)現(xiàn)原位 SEM | 通用 Nano-Chip 連接原位 SEM 與原位 TEM |
即插即用集成
原位模塊與 DENSsolutions Lightning、Lightning Arctic 透射電鏡樣品桿共用一致的軟件、接口與控制電子模塊。對(duì)于需要逐級(jí)深入驗(yàn)證的材料研究,可在一個(gè)連貫流程中完成原位 SEM 現(xiàn)象篩選和原位 TEM 精細(xì)表征。
FireBolt 原位加熱與偏壓
FireBolt 是基于 MEMS 技術(shù)的 SEM 原位加熱與偏壓平臺(tái),最多配備 8 個(gè)電接觸點(diǎn)。研究人員可在升溫、通電或兩者共同作用時(shí)連續(xù)采集 SEM 圖像,將結(jié)構(gòu)變化與溫度、電壓和時(shí)間直接關(guān)聯(lián)。
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FireBolt 安裝于 Phenom XL 專(zhuān)用適配平臺(tái) | FireBolt 原位加熱與偏壓模塊 |
FireBolt 準(zhǔn)確參數(shù)
項(xiàng)目 | FireBolt XL 聯(lián)用配置 |
|---|---|
原位激勵(lì) | 加熱和或偏壓加載 |
溫度范圍 | 加熱芯片:室溫至 1300 °C;加熱偏壓芯片:室溫至 900 °C |
電壓范圍 | -10 V 至 +10 V |
電接觸點(diǎn) | 最多 8 個(gè) |
樣品類(lèi)型 | 納米顆粒、納米線、薄膜、二維片層、FIB 薄片及混合塊體 FIB 薄片 |
關(guān)聯(lián)分析 | 支持加熱與偏壓 Nano-Chip 在 SEM 與 TEM 平臺(tái)間轉(zhuǎn)移 |
說(shuō)明:主機(jī)分辨率、探測(cè)器、真空系統(tǒng)等 Phenom XL 配置應(yīng)以正式產(chǎn)品配置單或技術(shù)協(xié)議為準(zhǔn);本頁(yè)僅列原資料明確給出的原位聯(lián)用參數(shù)。
FireBolt 場(chǎng)景應(yīng)用
應(yīng)用方向 | 可觀察過(guò)程 | 適用問(wèn)題 |
|---|---|---|
原位高溫 | 納米顆粒在升溫過(guò)程中的邊緣、表面紋理與成分襯度變化 | 識(shí)別退化起始溫區(qū)與結(jié)構(gòu)演變順序 |
納米材料燒結(jié) | 顆粒融合、孔隙收縮和結(jié)構(gòu)粗化 | 分析燒結(jié)動(dòng)力學(xué)與形貌穩(wěn)定性 |
材料退化 | 同一區(qū)域在多個(gè)溫度節(jié)點(diǎn)的連續(xù)變化 | 區(qū)分形貌變化與成分襯度變化 |
電遷移與器件失效 | 電流與溫度共同作用下的結(jié)構(gòu)重構(gòu) | 定位失效起點(diǎn)并關(guān)聯(lián)電學(xué)加載條件 |
實(shí)驗(yàn)案例 900 °C 下納米顆粒退化
Sr2FeMo0.65Ni0.35O6-δ 納米顆粒在室溫、600 °C 和 900 °C 下的 SE 與 BSE 圖像
案例要素 | 資料記錄 |
|---|---|
研究樣品 | Sr2FeMo0.65Ni0.35O6-δ 納米顆粒 |
實(shí)驗(yàn)過(guò)程 | 在室溫、600 °C 與 900 °C 連續(xù)采集 SE 和 BSE 圖像 |
觀察結(jié)果 | 升溫過(guò)程中顆粒邊緣、表面紋理及成分襯度持續(xù)變化;900 °C 時(shí)出現(xiàn)明顯結(jié)構(gòu)退化 |
研究?jī)r(jià)值 | 同一區(qū)域多溫度節(jié)點(diǎn)對(duì)照,可判斷退化起始溫區(qū),并區(qū)分形貌變化與成分襯度變化 |
HydroBolt 液相電化學(xué)原位
HydroBolt 是基于 MEMS 的體相電化學(xué)樣品臺(tái),可在 Phenom XL 腔體內(nèi)開(kāi)展液相偏壓實(shí)驗(yàn)。毫升級(jí)反應(yīng)腔體內(nèi)配置真實(shí)對(duì)電極和參比電極,并結(jié)合芯片工作電極,使電化學(xué)曲線能夠與電極表面的形貌變化對(duì)應(yīng)。
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HydroBolt 與 Phenom XL 聯(lián)用實(shí)拍 | HydroBolt 體相電化學(xué)樣品臺(tái) |
HydroBolt 準(zhǔn)確參數(shù)
項(xiàng)目 | HydroBolt XL 聯(lián)用配置 |
|---|---|
原位激勵(lì) | 液相;液相與偏壓 |
電極體系 | 三電極體系:工作電極 WE、對(duì)電極 CE、參比電極 RE |
工作電極 | 芯片上玻碳電極 |
外接電極 | Pt 對(duì)電極;Ag AgCl 參比電極 |
液相模式 | 靜態(tài) |
溶液體系 | 水溶液或有機(jī)溶劑 |
裝配方式 | 支持在手套箱內(nèi)完成敏感樣品裝配 |
HydroBolt 場(chǎng)景應(yīng)用
應(yīng)用方向 | 可觀察內(nèi)容 | 研究?jī)r(jià)值 |
|---|---|---|
電沉積 | 不同電位和時(shí)間下的沉積形貌 | 將電位、時(shí)間與成核和沉積位置直接關(guān)聯(lián) |
枝晶生長(zhǎng) | 枝晶成核位置、生長(zhǎng)方向和關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn) | 為沉積機(jī)理與安全性研究提供圖像證據(jù) |
電極退化與腐蝕 | 溶解、腐蝕和表面重構(gòu) | 把電流電位變化與界面形貌變化聯(lián)系起來(lái) |
電催化與燃料電池 | 液相條件下催化材料和膜電極組件的動(dòng)態(tài)變化 | 觀察更接近真實(shí)反應(yīng)條件下的界面過(guò)程 |
實(shí)驗(yàn)案例一 鋅電沉積的實(shí)時(shí)觀察
Pt 工作電極表面 Zn 電沉積過(guò)程:t = 0.000 s 與 t = 53.673 s 的 SEM 圖像及同步電化學(xué)響應(yīng)
案例要素 | 資料記錄 |
|---|---|
實(shí)驗(yàn)過(guò)程 | 在不同電位條件下記錄 t = 0.000 s 與 t = 53.673 s 的 SEM 圖像,并同步獲取電化學(xué)響應(yīng) |
觀察結(jié)果 | 工作電極表面從初始平整狀態(tài)逐步形成可辨識(shí)的沉積結(jié)構(gòu),沉積位置與生長(zhǎng)時(shí)間可直接追蹤 |
研究?jī)r(jià)值 | 把電位和時(shí)間與成核位置、沉積形貌及枝晶生長(zhǎng)聯(lián)系起來(lái),為沉積機(jī)理與安全性研究提供證據(jù) |
實(shí)驗(yàn)案例二 真實(shí)三電極體系與快速裝配
HydroBolt 通過(guò)芯片工作電極與外接對(duì)電極、參比電極組成三電極測(cè)量體系。密封結(jié)構(gòu)可快速組裝,并支持在手套箱內(nèi)完成空氣敏感樣品裝配。
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外接 Pt 對(duì)電極和 Ag AgCl 參比電極的裝配實(shí)拍 | 片上電極方案與真實(shí)三電極方案的電化學(xué)曲線對(duì)比(原資料圖) | ||
項(xiàng)目 | 資料描述 | ||
|---|---|---|---|
電極體系 | 芯片工作電極配合外接 Pt 對(duì)電極和 Ag AgCl 參比電極,支持真實(shí)三電極測(cè)量 | ||
裝配方式 | 密封結(jié)構(gòu)可快速組裝,并支持在手套箱中完成空氣敏感樣品裝配 | ||
研究?jī)r(jià)值 | 相較僅使用片上電極的方案,可降低電位漂移風(fēng)險(xiǎn),并便于開(kāi)展更接近真實(shí)工況的電化學(xué)實(shí)驗(yàn) |
推薦實(shí)驗(yàn)流程
· 明確外部刺激:根據(jù)問(wèn)題選擇加熱、偏壓、液相或液相加偏壓。
· 確定時(shí)間與條件節(jié)點(diǎn):預(yù)設(shè)溫度、電位和成像時(shí)間點(diǎn),保證同一區(qū)域可重復(fù)復(fù)訪。
· 同步記錄:連續(xù)采集 SEM 圖像,并記錄溫度、電壓或電化學(xué)響應(yīng)。
· 建立關(guān)聯(lián):比較同一區(qū)域在各條件節(jié)點(diǎn)的形貌、襯度和界面變化。
· 需要時(shí)跨平臺(tái)深入分析:使用通用 Nano-Chip 將樣品轉(zhuǎn)移至 TEM 平臺(tái)開(kāi)展進(jìn)一步表征。
常見(jiàn)問(wèn)題
Q1 Phenom XL 原位掃描電鏡適合研究哪些動(dòng)態(tài)過(guò)程?
答:適合觀察材料在加熱、偏壓或液相電化學(xué)條件下發(fā)生的成核、生長(zhǎng)、燒結(jié)、重構(gòu)、退化、腐蝕、枝晶生長(zhǎng)和器件失效等過(guò)程。
Q2 FireBolt 可以同時(shí)進(jìn)行加熱和偏壓?jiǎn)幔?/span>
答:可以。資料明確說(shuō)明 FireBolt 支持加熱和或偏壓加載。加熱芯片溫度范圍為室溫至 1300 °C;加熱偏壓芯片為室溫至 900 °C。
Q3 FireBolt 的電壓和電接觸能力是多少?
答:電壓范圍為 -10 V 至 +10 V,最多提供 8 個(gè)電接觸點(diǎn)。
Q4 HydroBolt 使用什么電極體系?
答:HydroBolt 使用三電極體系,包括芯片上玻碳工作電極、外接 Pt 對(duì)電極和 Ag AgCl 參比電極。
Q5 HydroBolt 能使用哪些液體?
答:資料列出的溶液體系為水溶液或有機(jī)溶劑,液相模式為靜態(tài)。具體溶液與材料兼容性應(yīng)在實(shí)驗(yàn)前按正式技術(shù)要求確認(rèn)。
Q6 空氣敏感樣品能否裝配?
答:HydroBolt 支持在手套箱內(nèi)完成敏感樣品裝配。
Q7 能否把原位 SEM 結(jié)果與 TEM 結(jié)果關(guān)聯(lián)?
答:可以。通用 Nano-Chip 支持加熱與偏壓樣品在 SEM 與 TEM 平臺(tái)之間轉(zhuǎn)移,用于跨尺度關(guān)聯(lián)分析。
Q8 這份產(chǎn)品頁(yè)為什么沒(méi)有列出 Phenom XL 主機(jī)分辨率等參數(shù)?
答:原資料未提供主機(jī)分辨率、探測(cè)器和真空系統(tǒng)等具體配置。相關(guān)主機(jī)參數(shù)應(yīng)以正式配置單或技術(shù)協(xié)議為準(zhǔn),以避免不同配置之間的信息混用。
發(fā)布與選型說(shuō)明
本產(chǎn)品詳情中的 FireBolt、HydroBolt 參數(shù)和案例均來(lái)自所提供資料。涉及 Phenom XL 主機(jī)具體配置、可選探測(cè)器、軟件版本、樣品尺寸限制及現(xiàn)場(chǎng)安裝條件時(shí),應(yīng)以供應(yīng)商正式配置單、技術(shù)協(xié)議和最新產(chǎn)品文件為準(zhǔn)。
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