蔡司Xradia Ultra
产品

蔡司Xradia Ultra

纳米级X射线成像:开启科学探索之门

同步辐射X射线纳米CT能够实现纳米级的无损三维成像,但您只能申请非常有限的线站机时。想象一下,如果不用等待同步辐射的时间,而且可以在自己的实验室里实现同步辐射实验,是多么理想的状态。有了蔡司Xradia Ultra系列产品,就意味着您拥有了一台可以提供同步辐射纳米级图像分辨率的高质量三维无损X射线显微镜(XRM)。该系列有蔡司Xradia 810 Ultra和蔡司Xradia 800 Ultra两种型号供您选择,它们均为您在最常用的应用中获得出色图像质量而量身定制。

  • 在原生环境中无损成像
  • 空间分辨率高达50 nm、体素尺寸低至16 nm的纳米级三维X射线成像
  • 三维和四维原位实验
  • 量化纳米结构并将数据用于建模输入
  • 探索软硬材料 
Xradia Ultra 810内部

使用无损纳米级成像为您的研究助力

  • 利用极为出色的无损成像,在原生环境下以三维方式观察纳米级现象。
  • 这是一款填补亚微米级图像分辨率XRM(如蔡司Xradia Versa)和分辨率更高但具有破坏性的三维成像系统(如FIB-SEM)之间空白的设备。
  • 使用集成的原位解决方案,在您的实验室就能进行图像分辨率高达50 nm、体素尺寸低至16 nm的先进的无损三维/四维X射线成像。
  • 将这些特殊的功能添加到您的分析产品组合中,以加速您的研究。
      Zernike相位衬度(ZPC)模式的松针的二维重构切片(左)。
      在吸收衬度下的松针的二维重构切片(右)。

      实现出色的衬度和图像质量

      • 在不破坏您样品的情况下,切片不会受伪影影响,以三维方式观察缺陷。
      • 利用吸收和Zernike相位衬度,以出色的衬度和图像质量显示细节。将两种模式的数据相结合,能够显示出单一衬度无法实现的特征。
      • Xradia 810 Ultra和Xradia 800 Ultra旨在为您常用的应用提供出色的图像质量。您可以根据研究材料所需要的优化衬度、通量和材料透过率来选择适合您的版本。
      • 使用Xradia Ultra,可获得具有同步辐射效果的纳米级X射线成像。

      图片说明:Zernike相位衬度(ZPC)模式(左)和吸收衬度(右)下的松针的二维重构切片。

      在进行原位压缩实验前用Zernike相位衬度成像的三维打印纳米晶格结构。样品提供者:德国卡尔斯鲁厄理工学院的R. Schweiger(样品宽度30 µm)。

      拓展您实验室的界限

      • 同步辐射品质的成像效果让您的研究水平更上一层楼。消除同步辐射装置上的准入障碍,在自己的实验室中就能按计划获得同等的纳米级三维成像效果。
      • 进行以往在基于实验室的成像中不可能实现的四维和原位研究。
      • 另外,还可以进行原位力学、热学、电化学和环境测试。
      • 使用关联工作流并连接到其他成像分析方法(如蔡司Xradia Versa、蔡司Crossbeam、分析)。通过包括专用的Python API在内的简洁用户界面,为广大成像装置用户提供服务。

      图片说明:在进行原位压缩实验前用Zernike相位衬度成像的三维打印纳米晶格结构。样品提供者:德国卡尔斯鲁厄理工学院的R. Schweiger(样品宽度30 µm)。

      技术

      在一个特殊的装置中使用X射线解析纳米级的特征

      对于旨在用三维无损和纳米级图像分辨率来全面表征样品的显微技术人员来说,他们需要能够提供以下功能的光学元件:

      • 纳米级图像分辨率的三维断层扫描数据集
      • 出色的图像质量
      • 聚焦效率
      • 在有限的实验时间内获得优良的信号
      • 在低吸收样品中也能显示出特征

      制造出坚固且高效的X射线光学元件曾经非常困难,这阻碍了可实现高分辨率成像的X射线显微镜的发展。蔡司Xradia Ultra采用了来源于同步辐射研究的先进光学元件,使您能够充分利用X射线的无损特性,在实验室中完成纳米级的三维成像。

      蔡司Xradia Ultra X射线显微镜的光路图。
      蔡司Xradia Ultra X射线显微镜的光路图。

      蔡司Xradia Ultra X射线显微镜的光路图。

      蔡司Xradia Ultra X射线显微镜的光路图。

      通过使用以下元件,尽享来源于同步辐射的架构的优势:

      • 反射毛细管聚光镜,可在最大通量密度下匹配光源特性和图像​
      • 带菲涅尔波带片等的物镜,获得专利 (US 8526575 B1 和 US 9640291 B2) 的纳米加工技术为您的研究提供出色的图像分辨率和聚焦效率的光学元件
      • 用于Zernike相位衬度的相位环,可显示低吸收样品的细节​
      • 基于闪烁体的高衬度、高效探测器,与CCD探测器光学耦合,在有限的实验时间内为您提供优良的信号​
      • 随着样品的旋转,可以收集到各种投影角度的图像并将其重构为三维断层扫描数据集
            应用

            应用

            了解如何对材料、生命或地球科学等不同研究领域的样品成像。

            应用

            能源材料

            锂离子电池正极孔隙网络和模拟通过碳粘合剂域的扩散。使用Xradia 810 Ultra成像(样品宽度71 µm)。
            锂离子电池正极孔隙网络和模拟通过碳粘合剂域的扩散。使用Xradia 810 Ultra成像(样品宽度71 µm)。
            固体氧化物燃料电池负极组件被在中心电解液中可见的孔隙分割。使用Xradia 810 Ultra成像。
            固体氧化物燃料电池负极组件被在中心电解液中可见的孔隙分割。使用Xradia 810 Ultra成像。

            工程材料

            用Norcada加热台对锌颗粒在高温下进行原位氧化处理。使用蔡司Xradia 810 Ultra成像,颗粒大小为3 µm。
            用Norcada加热台对锌颗粒在高温下进行原位氧化处理。使用蔡司Xradia 810 Ultra成像,颗粒大小为3 µm。
            SiC:BN复合纤维的原位压缩压痕失效。使用Xradia 810 Ultra和Ultra Load载物台成像(样品宽度65 µm)。
            SiC:BN复合纤维的原位压缩压痕失效。使用Xradia 810 Ultra和Ultra Load载物台成像(样品宽度65 µm)。

            聚合物和软材料

            在原位力学加载台实验中处于不同压缩阶段的弹性体(左:未压缩,中:压缩状态下,右:压缩后)。使用Xradia 810 Ultra成像。
            在原位力学加载台实验中处于不同压缩阶段的弹性体(左:未压缩,中:压缩状态下,右:压缩后)。使用Xradia 810 Ultra成像。
            带有分割的氯化钠颗粒的聚合物面罩纤维,用于定量表征过滤效果。使用Xradia 810 Ultra成像(样品宽度134 µm)。
            带有分割的氯化钠颗粒的聚合物面罩纤维,用于定量表征过滤效果。使用Xradia 810 Ultra成像(样品宽度134 µm)。

            生命科学

            人类头发的虚拟切片图像,内部可见毛孔(黑色)和色素黑素体(白色),左侧可见外部角质层。使用Xradia 810 Ultra在Zernike相位衬度模式下成像。
            人类头发的虚拟切片图像,内部可见毛孔(黑色)和色素黑素体(白色),左侧可见外部角质层。使用Xradia 810 Ultra在Zernike相位衬度模式下成像。
            未染色的小鼠动脉壁组织中的弹性层(橙色)和层间区域。使用Xradia 800 Ultra成像。图像提供者:英国曼彻斯特大学(样品宽度90 µm)。
            未染色的小鼠动脉壁组织中的弹性层(橙色)和层间区域。使用Xradia 800 Ultra成像。图像提供者:英国曼彻斯特大学(样品宽度90 µm)。

            电子元件

            铜microbump和互连的成像及缺陷检测。使用Xradia 800 Ultra成像(样品宽度52 µm)。
            铜microbump和互连的成像及缺陷检测。使用Xradia 800 Ultra成像(样品宽度52 µm)。
            10 nm工艺的微处理器金属层。使用Xradia 800 Ultra成像。
            10 nm工艺的微处理器金属层。使用Xradia 800 Ultra成像。

            地球科学

            页岩岩石的三维图像分割,显示了不同的成分相。使用Xradia 810 Ultra成像。
            页岩岩石的三维图像分割,显示了不同的成分相。使用Xradia 810 Ultra成像。
            微晶碳酸盐微孔的微柱体,使用多尺度工作流从岩相薄片中提取(样品宽度50 µm)。
            微晶碳酸盐微孔的微柱体,使用多尺度工作流从岩相薄片中提取(样品宽度50 µm)。

            配件

            原位测试的近似成像分辨率,按样品厚度和透明度分类。
            原位测试的近似成像分辨率,按样品厚度和透明度分类。

            原位测试的近似成像分辨率,按样品厚度和透明度分类。蔡司Xradia Ultra填补了SEM/TEM的纳米级图像分辨率(仅限于表面成像或极薄样品)和微米级断层扫描之间的空白。

            原位测试的近似成像分辨率,按样品厚度和透明度分类。蔡司Xradia Ultra填补了SEM/TEM的纳米级图像分辨率(仅限于表面成像或极薄样品)和微米级断层扫描之间的空白。

            纳米级的原位实验

            填补原位测试的空白

            材料研究旨在探究在非自然环境条件或外部刺激下出现的特性。如果您的目标是观察微观结构的变化并将其与材料的性能相联系,那么原位测试方法就是您的理想之选。对这些变化进行现场成像,并对能代表整体特性的样品量进行研究,也同样重要。

            Xradia Ultra尤其适用于纳米级的原位实验和成像:它可以让您在实验室里对样品量可代表整体特性的三维结构进行无损成像,并且拥有纳米级的图像分辨率。

            Xradia Ultra原位力学加载台

            在样品的原生环境下对其进行原位观察

            了解形变事件和失效与局部纳米级特征的关系。通过补充现有的力学测试方法,您可以深入了解跨多个长度尺度的性能。蔡司Xradia Ultra原位力学加载台利用无损三维成像技术,以特殊的方式实现了压缩、拉伸、压痕等原位纳米力学测试。这使得您能够以高达50 nm的图像分辨率,研究样品内部结构在载荷状态下的三维演变。

            蔡司Xradia Ultra的Norcada加热台和偏压台

            进行原位加热实验

            在高温下研究降解过程、热膨胀和相变等纳米级的材料变化。蔡司Xradia Ultra的Norcada加热台使您能够对高温样品进行纳米级的无损三维成像。MEMS加热器技术可在空气中将样品加热至500℃,其灵活的设计使得用同样的部件即可进行样品加热或电压偏置。

            Crossbeam LaserFIB
            Crossbeam LaserFIB

            尽享LaserFIB提供的快捷样品制备优势

            即使感兴趣区域(ROI)深埋在样品内部,您也能够迅速对其进行定位,同时轻松制备用于使用蔡司Xradia Ultra或同步辐射测试的柱状样品。使用将蔡司Crossbeam FIB-SEM与超短脉冲飞秒激光相结合的LaserFIB,您可以实现跨越多尺度的关联工作流。例如,您可以使用先前获得的三维X射线显微镜数据集找到感兴趣区域,并用Cut-to-ROI工作流对其进行进一步分析。使用飞秒激光切割毫米级的材料并制备样品,用Xradia Ultra进行分析,然后再利用FIB-SEM的功能进行纳米和微米级的切割、断层扫描、成像和高级分析。

            固体氧化物燃料电池,使用Xradia Ultra成像。样品提供者:美国科罗拉多矿业大学。
            固体氧化物燃料电池,使用Xradia Ultra成像。样品提供者:美国科罗拉多矿业大学。 样品提供者:美国科罗拉多矿业大学。
            样品提供者:美国科罗拉多矿业大学。

            固体氧化物燃料电池,使用Xradia Ultra成像。 

            可视化和分析软件:蔡司推荐Dragonfly Pro

            这是一款用于高级分析和可视化处理的软件解决方案,适用于通过各种技术(包括X射线、FIB-SEM和SEM)采集的3D数据。ORS Dragonfly Pro仅由蔡司提供,为可视化和分析大型3D灰度数据提供了一个直观、完整、可量身定制的工具包。您可用Dragonfly Pro对三维数据进行导航、注释以及创建包括视频在内的媒体文件,还可执行图像处理、图像分割和对象分析来量化结果。

            Xradia Ultra的定位和扫描(Scout-and-Scan)图形用户界面,沙界面马赛克
            Xradia Ultra的定位和扫描(Scout-and-Scan)图形用户界面,沙界面马赛克

            设置、加载、定位、扫描、运行。非常简单方便。图形用户界面可以引导您轻松创建工作流。

            使用操作便捷的软件创建高效的工作流

            您可以利用创新的蔡司Scout-and-Scan™控制系统来简化样品和扫描设置,提高您的生产力。 基于工作流的用户界面将指导您轻松完成对准样品、定位感兴趣区域和设置三维扫描的步骤。您可以对同一样品进行多次扫描,以此对不同的感兴趣区域进行成像,或结合使用不同的成像模式。对那些有广泛实验需求的中心实验室用户来说,这款简单易用的系统是理想之选。高级用户能够完全操控显微镜,完成自定义成像任务,或使用集成的Python API将显微镜整合至原位实验中。

            下载

              • 纳米级X射线成像:

                开启科学探索之门 蔡司Xradia Ultra系列

                页: 33
                文件大小: 10 MB
              • ZEISS ORS Dragonfly

                Outstanding 3D visualization with best-in-class graphics

                页: 2
                文件大小: 689 KB
              • ZEISS Xradia Ultra Family - Flyer

                Nanoscale X-ray Imaging: Explore at the Speed of Science.

                页: 3
                文件大小: 816 KB
              • A Brief Comparison of Computed Laminography versus 3D X-ray Microscopy

                for Electronics Failure Analysis

                页: 4
                文件大小: 1 MB
              • In Situ Observation of Mechanical Testing

                at the Nanoscale

                页: 8
                文件大小: 1 MB
              • X-ray Nanotomography in the Laboratory

                with ZEISS Xradia Ultra 3D X-ray Microscopes

                页: 15
                文件大小: 6 MB
              • 3D Drill Core Scout and Zoom

                For Gold Mineralization Characterization

                页: 4
                文件大小: 1 MB
              • 3D X-ray Imaging in Life Science Research

                An Introduction to Capturing the 3D Structure of Biological Specimens Using X-rays

                页: 9
                文件大小: 3 MB
              • In situ 3D Imaging of Crack Growth in Dentin

                at the Nanoscale

                页: 6
                文件大小: 1 MB
              • In situ Uniaxial Compression

                Of Single Crystals of HMX explosive during 3D XRM Imaging

                页: 5
                文件大小: 988 KB

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