Αναβάθμιση ανιχνευτή STXM & Πτυχογραφίας: sCMOS Αντικατάσταση CCD στην καναδική πηγή φωτός |

«Προηγουμένως, η χρήση καμερών CCD ήταν περιορισμένη, οι οποίες απαιτούσαν λίγα δευτερόλεπτα για τη λήψη και τη μεταφορά δεδομένων στη διάταξη υψηλής απόδοσης. Με το Dhyana 95 V2, αυτή η διαδικασία ολοκληρώνεται σε χιλιοστά του δευτερολέπτου με συγκρίσιμη κβαντική απόδοση.»

- - Jian Wang, Καναδική Πηγή Φωτός

Στόχοι Ομαδικής Έρευνας

Η Καναδική Πηγή Φωτός είναι η εθνική εγκατάσταση ακτινοβολίας σύγχροτρον του Καναδά, η οποία βρίσκεται στο Πανεπιστήμιο του Σασκάτσουαν. Η γραμμή δέσμης Φασματομικροσκοπίας (SM) παράγει φωτεινές, ρυθμιζόμενες απαλές ακτίνες Χ για την υποστήριξη της βασικής και εφαρμοσμένης έρευνας στην υγεία, τα υλικά και το περιβάλλον για ερευνητικές ομάδες στον Καναδά και σε όλο τον κόσμο χρησιμοποιώντας μικροσκοπία ακτίνων Χ σάρωσης-μετάδοσης (STXM), X-PEEM και άλλες.

Ο Δρ Jian Wang είναι Ανώτερος Επιστήμονας, Beamline, Υπεύθυνος για τη δέσμη SM.

Εξοπλισμός & Πείραμα

Η ομάδα χρησιμοποιεί μικροσκοπία ακτίνων Χ σάρωσης-μετάδοσης (STXM) τόσο σε συνθήκες περιβάλλοντος όσο και σε κρυογονικές συνθήκες.

Σε περιβάλλον STXM χρησιμοποιώντας τη λειτουργία υψηλού δυναμικού εύρους (HDR) του Dhyana 95 V2, μπορούν να καταγράψουν ηλεκτρονιακά φρεάτια που παράγονται απευθείας από μαλακές ακτίνες Χ έως και 80 ke-in 16-bit, επιτρέποντας μεγάλο δυναμικό εύρος και υγρή ψύξη για να εξασφαλιστεί ελάχιστο φόντο.

Ο αισθητήρας ανιχνεύει διαθλασμένες μαλακές ακτίνες Χ σε ένα επικαλυπτόμενο μοτίβο σάρωσης ράστερ προβολής πλάκας ζώνης σε μια διαδικασία γνωστή ως πτυχογραφία, η λειτουργία σάρωσης της συνεκτικής διαθλαστικής απεικόνισης (CDI). Τα δεδομένα διαθλαστικής εικόνας μεταφέρονται και μετασχηματίζονται αντίστροφα κατά Fourier για την ανακατασκευή εικόνων πραγματικού χώρου με ανάλυση 5,6 nm: μια βελτίωση άνω των 7 φορές σε σχέση με τις συμβατικές μεθόδους νανοανιχνευτών που βασίζονται σε STXM (40 nm).

Αυτά τα όργανα επιτρέπουν τη χρήση της φασματοσκοπίας 2D και 3D για χωρικά επιλυμένες μελέτες μορφολογίας νανοκλίμακας στην επιστήμη των υλικών, την περιβαλλοντική επιστήμη και συναφείς τομείς.

Η ομάδα χρησιμοποιεί επίσης το δικό της προσαρμοσμένο λογισμικό που βασίζεται σε Python για την απόκτηση και την ανακατασκευή δεδομένων πτυχογραφίας σε μια αγωγό υψηλής απόδοσης.

Εμπειρία με το Τούσεν

«Η τιμή και η ποιότητα της κάμερας είναι εντυπωσιακές. Θα περίμενα αυτό το είδος sCMOS ποιότητας στην τιμή των 50.000 δολαρίων, ωστόσο εμείς πληρώσαμε πολύ λιγότερα.»

Η ρύθμιση της κάμερας ήταν πολύ απλή και λάβαμε εξαιρετική τεχνική υποστήριξη από την Tucsen τόσο για την υλοποίηση υλικού όσο και για το προσαρμοσμένο λογισμικό. Θέλουμε να αναβαθμίσουμε και τα άλλα συστήματά μας ώστε να χρησιμοποιούν το Dhyana.

– Τζιαν Γουάνγκ, CLS