Gli scienziati dei materiali del Lawrence Livermore National Laboratory Joseph McKeown (a sinistra) e Tian (Tony) Li (a destra) utilizzano il nuovo microscopio elettronico a trasmissione FEI Titan per studiare la nanostruttura e la composizione delle leghe metalliche. Li indica un brillante grano cristallino di dimensioni ~100 nm e ricco di zirconio, osservato utilizzando l'imaging a contrasto Z. Credito:Julie Russell/LLNL
Un nuovo microscopio elettronico a trasmissione (TEM) installato presso il laboratorio all'inizio di quest'anno offre ai ricercatori dell'LLNL uno sguardo più chiaro sul livello atomico delle strutture rispetto a prima.
Il Titan 80-300 TEM, prodotto dalla società FEI, è stato installato a dicembre e porta una capacità ampliata al microscopio elettronico a trasmissione esistente che il laboratorio ha da circa 20 anni, secondo lo scienziato dello staff LLNL Joe McKeown. Tra i miglioramenti figurano un rilevatore di campo oscuro anulare ad alto angolo (HAADF) per la microscopia elettronica a trasmissione a scansione (STEM), che consente l'imaging a contrasto Z grazie alla diffusione migliorata da elementi ad alto numero atomico, e una modalità a bassa tensione per analizzare polimeri e campioni biologici che possono essere più sensibili agli elettroni ad alta energia.
"Con il rilevatore di campo oscuro, gli elementi più pesanti appaiono più luminosi in contrasto, in modo da poter eseguire più facilmente e rapidamente analisi sia strutturali che compositive delle microstrutture, "Ha detto McKeown.
Il microscopio è stato anche dotato di un rivelatore aggiornato per la spettrometria a perdita di energia degli elettroni (EELS). Il nuovo rilevatore (un Gatan 965 GIF Quantum ER) fornisce una migliore risoluzione energetica e consente una mappatura elementare estremamente rapida dei materiali grazie alla maggiore efficienza di raccolta. Operazioni che normalmente richiederebbero alcune ore, McKeown ha detto, bastano pochi minuti con la macchina all'avanguardia.
Tony Li allinea il Titan TEM per ottenere un'immagine a fuoco. Credito:Lawrence Livermore National Laboratory
"In termini di risparmio di tempo, è enorme, " Ha detto McKeown. "Avere questo nuovo spettrometro è davvero bello per fare una mappatura fine perché c'è molto più segnale da raccogliere".
Ricercatore post-dottorato Tian (Tony) Li, uno dei principali utenti del nuovo TEM, ha affermato che il Titan offre molte nuove funzionalità di microscopia in loco che in precedenza aveva dovuto recarsi al Lawrence Berkeley Lab per eseguire. Con le sue immagini ad alta risoluzione, Li ha detto, i ricercatori possono vedere singole colonne atomiche, uno strumento utile per osservare le strutture reticolari e fare analisi della composizione.
"Puoi ottenere immagini fino al livello atomico con Titano ed è anche ottimo per l'analisi quantitativa, " Disse Li. "Puoi fare immagini a risoluzione atomica, diffrazione, analisi a raggi X a dispersione di energia, perdita di energia degli elettroni e tomografia, e ha uno dei migliori spettrometri di resa in circolazione."
Un campione di dimensioni micron creato da Focused Ion Beam (FIB) viene esaminato sotto il Titano. L'ingrandimento può essere ulteriormente aumentato di decine di migliaia di volte per ottenere immagini a livello atomico. Credito:Lawrence Livermore National Laboratory
McKeown ha detto che chiunque sia interessato alle microstrutture, compresa la produzione additiva, biologia, o altre aree che potrebbero trarre vantaggio dall'imaging su nanoscala, può portare campioni per l'analisi, e può anche essere addestrato su come usarlo.
"Non devi essere un esperto per ottenere delle immagini davvero buone, "Ha detto McKeown.
