牛津仪器 Ultim Extreme Infinity ∞

Ultim Extreme ∞（“Infinity”）是为超高分辨率场发射扫描电子显微镜（FEG-SEM）设计的开创性解决方案。即便是在达到SEM分辨率极限的条件下，这款独特的探测器仍能够在极低的加速电压下（例如1-3 kV）和极短的工作距离内收集能量色散X射线光谱（EDS）数据，从而分析纳米材料和表面成分。由于采用了独特的技术方案，如特殊形状的传感器、无窗设计、更近的探测距离、小型电子陷阱以及极高的立体角，该探测器具有了更强的灵敏度。

为什么选择 Infinity？

Ultim Extreme Infinity 提供超越传统微米和纳米分析的解决方案：

 Ultim Extreme Infinity 的每台设备都单独进行测试，具有超过传统探测器的典型性能。

由于采用了独特的技术方案，如特殊形状的传感器、无窗设计、更近的探测距离、小型电子陷阱以及极高的立体角，保证了更好的灵敏度。立体角是传统100mm²EDS探测器的7-8倍。

✔️ 极致的性能 

这是一款在低能端具有出色性能的无窗 EDS 探测器，在计数率高达 50,000 cps 的情况下，CK 的分辨率可达 46 eV 或更高。 

✔️ 优异的高空间分辨率 

在使用极低电压分析样品时，出色的低能端X射线分辨率尤为重要。使用 TruMap 处理数据可以消除 SL/NbM 和 MoM 的元素重叠。 ✔️ 使用 Tru-Q IQ 解决更多难题 

轻元素信号的大幅增加可实现快速采集和实时数据处理。 

✔️ 更快、更准确的纳米表征 

轻元素信号的大幅增加可实现快速采集和实时数据处理。 

✔️ 在相同条件（WD、电流、电压）

下进行纳米级分辨率成像和元素分析 在保障观察结构所需的成像条件下，获得精细的特征信息 

✔️ 高轻元素灵敏性和分析电子束敏感材料 

Ultim Extreme Infintiy可将氮等元素的可探测性提高到新的水平。

改进的几何形状带来更好的效果

✔️ 在相同条件（WD、电流、电压）下进行纳米级分辨率成像和元素分析

< 3 kV，甚至低至 1 kV，低电流（100 pA），短 WD（<5 mm，用In-Lens进行成像）。

✔️ 更快、更准确的纳米表征

快速采集、实时处理来自块状样品的数据，并显著增强来自小特征物/低含量物相的信号。

✔️ SEM-EDS 的终极空间分辨率

在 FEG-SEM 中进行 10 纳米以下的元素表征。

✔️ 极高的轻元素灵敏度（Be-F），特定情况下可探测 Li元素*

氮和氧等元素的可探测性达到新水平。

✔️ 表面科学灵敏度

可低至1kV在 SEM 中进行表面表征，不再使用 TEM 或表面科学工具。

✔️ 低损伤分析

可分析束流敏感型材料获得准确和有用的EDS数据（生物、聚合物）。

*要求样品可以激发出Li元素的K线系

为什么需要成像条件

保证纳米分析的性能

在低加速电压 (kV) / 短工作距离 (WD) 下工作

必须在低加速电压和低束流条件下，才能在扫描电子显微镜上实现纳米级空间分辨率。这也意味着 X 射线数据需要在这种苛刻的条件下采集。在这种条件下，X射线扩展范围小且强度低，并且只有少量低能端X射线被激发。

这些条件都超出了传统 EDS 的能力范围。在能看到样品微小结构的条件下表征，导致产生的 X 射线信号量急剧减小，计数率非常低。谱图中的线系会变得复杂且十分相近。

与传统的 10kV -20kV 分析相比，纳米成像条件下的 X 射线分析面临以下一些主要挑战：

• 计数率降低约7倍

• X射线能量降低约9倍

• 谱峰分离度减小约7.5倍

无与伦比的分辨率

由于低能 X 射线峰间距近、强度低，解读低能 X 射线数据非常困难。因此，准确解读谱图信息（如谱峰重叠和Auto ID）需要尽可能高的谱图分辨率。在分析谱图的低能端时，碳峰 (CK) 的分辨率尤为重要，而锰 K (MnK) 线甚至可能不存在。

C 分辨率：在谱图中的低能端具有高的能量分辨率是尤其重要的。能量分辨率越高，峰值越清晰，峰位越正确（无偏移）。

相较于测量标准样品（如 BN）的较高谱图分辨率，在分析实际样品时分辨率才是真正的差异所在。下面的视频展示了不同能量分辨率下收集到的谱图。视频展示了在能量分辨率较低（>60eV）的情况下，S L、N K、Nb M 谱峰无法与背景区分开来，Cr L 线也无法与 O K 区分开来。如果探测器具有出色的能量分辨率（<46eV），那么就有可能解决谱峰重叠和探测低强度信号。

高空间分辨率下的出色表征

出色的低能端能量分辨率意味着高空间分辨率下的出色表征。正确显示元素分布需要高谱图分辨率。虽然低分辨率（>60 eV）和高分辨率（<46 eV）在不进行谱图处理（积分图）的情况下显示的某些信息相似。然而，在某些相中，元素浓度是明显不同的。只有在探测器低能端分辨率足够高（小于 46eV）的情况下，使用 TruMap 处理数据才能找出 S L/Nb M 和 Mo M 重叠，从而准确显示元素的变化。

什么是 Tru-Q IQ

Tru-Q® 技术是在 2011 年与 AZtec Energy 一起推出的，彻底改变了 EDS。在同步加速器上进行基本 EDS 探测器校准，能够在扫描电镜上准确表征每种探测器类型。利用这种表征，Tru-Q 在定量分析、自动识别、谱峰去卷积和实时图谱校正方面实现了新的准确性和可靠性。

通过观看我们的网络研讨会了解 Tru-Q 如何彻底改变了无标样定量分析：定量 EDS 解释：如何获得出色结果。

Tru-Q IQ 将测试提升到一个新的高度，每台 Ultim Max Infinity 探测器在制造过程中在扫描电镜上进行表征，然后进行单独的探测器优化。此优化在安装到每台扫描电镜上时得到确认。这为每个 Infinity 探测器提供了优良的性能，能够很好地应对更为复杂的分析挑战，解决具有挑战性的低能端谱峰重叠问题，并找到更低含量的元素。

Tru-Q IQ 可以与谱图数据完美拟合，意味着可以在 NbL 和 MoL 线的复杂重叠下识别出磷等次要元素。

使用 Tru-Q IQ 解决难题

Tru-Q IQ可以应对困难的分析挑战 。示例显示了在低电压条件下的半导体分析。在分析具有纳米级结构的样品时，钛的信号很弱。如果不对单个探测器进行优化，由于信号较低以及与 NK 重叠，AutoID 无法识别 Ti。通过对每个探测器进行特性分析和优化，即使在分析低强度和重叠峰（如 TiL）时，AutoID 也能识别出该元素的存在，并得出关于 TiN 层存在的正确结论。

特性和优化

探测器的分辨率并不是唯一的参数。在对探测器进行单独的特征分析和优化（独特的全新 Tru-Q IQ）后，可以获得更好的结果。如果探测器的低能端分辨率足够高，TruMap 就能区分粗 SiL/CrL/OK/MoM 重叠，从而绘制出准确的 X 射线面分布图。不过，我们还能获得更好的结果，因为在探测器优化后，低能端线系拟合得到改进，从而提高了AutoID 的可信度，进而更好地显示元素分布。通过确定探测器的特性并优化探测器，可以纠正峰形和位置的变化。在这里，我们可以看到，如果不对探测器进行优化，钼信号就会丢失，而且铌/钼重叠的去卷积也不完全。

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