原位TEM加热

热动力学的实时成像

Wildfire原位加热系列帮助研究者在稳定可靠的透射电子显微镜环境里进行可控的热处理实验。该系列产品应用广泛,实现您的高端透射电镜从静态成像工具到多功能实验平台的升级

0.6Å

分辨率

1,300°C

加热

0.005°C

温度稳定性

Wildfire应用领域

 

热处理

了解和改善材料性能必须要研究热处理过程对结构的动态响应进行研究。Wildfire系统帮助研究人员了解在热处理过程中纳米尺度结构的变化, 从而在实际应用中采用这些工艺来开发更轻、更强、更高性能的材料。

 

失效分析

当材料长期处于高温条件下, 材料会发生剧烈的结构变化和失效。Wildfire系统实现对这些结构变化在纳米尺度上的实时观测, 以探究如何改善其性能和最终应用的有效手段。

 

Wildfire系列

即插即用

Wildfire包含4个组件:

    1. 纳米芯片
    2. 样品台
    3. 温度控制盒
    4. 控制软件

让透射电镜发挥更大效用——Wildfire的3大价值

研究现实世界温度环境下的材料扩大了传统透射电镜的应用空间, 进一步增强了成像威力。Wildfire系统实现了从室温到1300° c 加热, 并同时确保超精准控制和样品稳定性。Wildfire系统的稳定性保证了在高温下样品动态成像过程中, 透射电镜的分辨率无任何折损。

价值一:
加热和淬火过程中无以伦比的样品稳定性

试验: AU在50° c至350° c至50° c许多应用实例, 如淬火硬化钢, 要求样品即时稳定后, 快速加热或冷却, 以捕捉材料的实时动态变化。这段视频显示了Wildfire加热系统在50° c 和350° c之间超快加热和淬火时无与伦比的稳定性,样品仅仅在秒热到300° c 的一瞬间漂移了 20 nm并即刻恢复了稳定。

价值二:
800 °C保持原子尺度分辨率

实验: AuPd 在800° c 时, 超高分辨率投射电镜的实时动态视频和相应的 AuPd 薄膜的FFT记录。即使在如此高的温度下, FFT也显示传递的图像信息为1Å , 测量样本漂移仅有6皮米/秒。如此出色的分辨率和稳定性方面完全得益于我们采用MEMS 技术打造的纳米芯片。

价值三:
高影响因子发文

实验:85 ° c 的钙钛矿太阳能电池
获得颠覆性的实验结果是任何学术或产业研究员的目标。剑桥大学的研究小组以能源相关材料为重点, 利用Wildfire系统研究了钙钛矿型太阳能电池及其在加热过程中的相关失效过程。这类太阳能电池复合材料越来越受欢迎, 但是由于这类材料在85° c 以上迅速失效这种设备的稳定性和寿命令人堪忧。利用原位透射电镜了解形态学和化学成分的变化, 从而更好地理解降解演化并成功在Nature Energy期刊上发表。

Heat-induced degradation of perovskite solar cells. G. Divitini, et al. University of Cambridge Nature Energy 2016. DOI: 10.1038/nenergy.2015.12

纳米芯片

热力学研究的实时控制样品载体

我们的纳米芯片利用其4点探针微加热,实现样品周围的高温环境。每个纳米芯片都有一个内置的温度传感器, 4探针系统能在样品上直接测量温度,确保了快速和精确的温度反馈。
测量样品自身温度
室温 – 1,300 °C
物理伦比的稳定性

样品台

在你的透射电镜中加入原位环境

双角度倾仰
系统稳定
EDS无缝链接

Wildfire系列样品台转为特定应用研究者。单倾选项包括倾角高达70度,EDS优化和免污染的样品杆设计。双倾角度范围适用市面上绝大多数透射电镜实验,提供高达+/-25度倾斜和最近升级的样品台基座, 减少了EDS背影信号。

软件和硬件

无缝即插即用系统,对样品环境实现全方位控制

Digiheater 软件 (或Gatan GMS) 为用户提供了温度环境直接和全方位的控制, 可以将循环或者线性的温度 vs 时间图完整记录下来。结合控制盒, 该组合提供了一个非常快速的反馈系统,并精确地控制样品的温度环境。 有关Gatan集成请阅读更多

Gatan GMS集成

同步外部刺激和数据获得更深入的分析

DENSsolutions & Gatan已经合作将Wildfire系统与 GMS3 软件包集成在一起, 创建了Wildfire原位插件。集成插件优化了原位透射电镜实验,为研究人员提供了全面的原位环境控制、相机设置, 图像和更多的参数控制!原位研究人员现在可以将EELS能谱、显微镜控制和原位设置统一在一个简化和集成的定量分析工具中。研究人员现在终于可以时间只花在专注于理解动态结果上了!

我们用户的部分优秀成果:

客户感言

“”原位透射电子显微镜是未来在纳米尺度材料和器件的动态过程中取得突破性进展的最激动人心的途径之一。在Ernst Ruska 中心进行的实验中, DENSsolutions 样品加热系统的表现令人印象深刻。” Rafal Dunin-Borkowski教授

主任, Ernst Ruska-Centre (ER-C) Forschungezentrum Jülich, 德国

“DENSSolutions 加热杆的温度精度和空间稳定性确实令人印象深刻–比我们尝试的替代方案要好得多。 如果没有它, 我们对具有时间分辨率衍射的液相动态研究是不可能的。” Paul Voyles教授

Wisconsin材料科学和工程大学, -Madison 美国

“DENSsolutions 持有人给我留下深刻的印象, 高温下能实现非常稳定的高分辨率成像。令人兴奋的是, 与其他样品杆相比, DENSsolutions 样品杆的成像表现出优异的性能。只要我们有了 DENSsolutions 的样品杆,我们就能将原位世界随心掌控。” 钟虓龑教授

清华大学,北京,中国

“原位透射电镜为各种重要先进材料的动态结构研究提供了一个新的维度。牛津的材料学院将在一些与催化和低维碳材料相关的项目中使用 DENSsolutions 样品加热台。给予它无与伦比的稳定性和超精准控制,我们选择了他们的解决方案。” Angus Kirkland教授

英国牛津大学材料学院

常见问题

Wildfire系列的倾转角度多大?
倾转角度根据你的TEM (JEOL or FEI) 以及极靴尺寸有所不同 (UHR or Supertwin). 具体请参见产品图册内的参数表. 最大极靴的倾转角度为: Wildfire S3 – Alpha tilt + / – 30度; Wildfire S5 – Alpha tilt + / – 70度; Wildfire D6 – Alpha tilt + / – 25度 & beta tilt + / – 25度

高温下能达到的最高成像精度是什么?

在测试期间使用JOEL ARM在800° c精度达到0.6 Å。当然分辨率取决于您的电镜, 但Wildfire系统确保在高温下分辨率能达到透射电镜自身标定的最高分辨率。

Wildfire系统的温度控制范围是什么?
在纳米芯片中使用的金属加热器材料决定了工作温度范围。我们目前提供的 ‘ 标准 ‘ 纳米芯片 ST (最高加热到 800 °C) 和“超高温”纳米芯片XT (最高加热到 1,300 °C).

Wildfire是否兼容EDX?

是的。所有Wildfire系统都EDS兼容,WildfireS3 系列优化EDS检测。WildfireD6 有一个优化的纳米芯片基座, 使用轻材料减少输入EDS探测器的干扰信号。由于 300 x 300 微米加热器仅使用几毫瓦的功率加热到高温,EDS信号现在可以在高温下获得。然而, 由于高温诱发光的散射, 大多数EDS探测器可以650° c 以下获得信号。一些测试已经在750° c 的温度下进行, 然而, 这取决于你的显微镜/EDS设置。

Wildfire系统是否可以用做电学实验?
我们支持客户升级已经购买的WildfireD6 -FEI/JEOL以便进行电学实验。可以购买LightningD6+ 升级包。在客户开发自己的MEMS器件进行电学实验的情况下,Wildfire样品杆可以与这些 ‘ 自制 ‘ 的芯片设备结合使用。

下载Wildfire图册

了解更多操作流程、应用范围和技术参数。

 

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