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Materials Science
Catalysis Research
Catalyst nanoparticle imaging and analysis with electron microscopy and EDS.
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Catalysis research
Involved in the processing of over 80% of all manufactured products, catalysts are a critical aspect of modern industry. Heterogeneous nanoparticle catalysts, in particular, are important for a number of modern, environmentally friendly processes such as the production of hydrogen fuel and are found ubiquitously in automotive catalytic converters. As catalysts accelerate production rates and lower temperature requirements for relevant reactions, they significantly reduce the energy needed to perform a given process and/or produce a product of interest.
Nanoparticle catalysis
The morphology, distribution, size, and chemical composition of nanoparticles are crucial for their catalytic efficiency. Scanning transmission electron microscopy (S/TEM) combined with energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) has proven to be a valuable research tool for the direct observation and quantification of this information. Additionally, high-performance scanning electron microscopy (SEM) tools take excellent images of beam-sensitive catalyst materials under low-beam-energy and low-beam-current conditions without causing sample damage.
Thermo Fisher Scientific provides a range of instrumentation ideally suited for the characterization of catalyst nanoparticles. We also offer a suite of software tools that allow you to automate your workflow, generating high-resolution, large-area nanoparticle data for a holistic overview of your catalyst.
High-resolution EDS maps of a beam-sensitive material used for photocatalytic processes (C3N4(Co)-Pt). The catalyst uses the synergistic behavior of platinum and cobalt nanoparticles to improve catalytic efficiency. Data courtesy of Prof. ShengChun Yang, Xi’an Jiaotong University, China.
On-Demand Webinar: Spectra 200 S/TEM: A workhorse for catalyst characterisation
Watch this webinar to learn advanced catalyst characterisation methods using TEM, how tools like the Spectra 200 S/TEM are used in the catalyst industry and why Haldor Topsøe chooses the Spectra 200 S/TEM.
On-Demand Webinar: Quantitative structural analysis using STEM HAADF-iDPC
This webinar will give an introduction to the relevance of materials in catalysis, the challenges in their synthesis and their characterisation at atomic level.
Bright field transmission electron microscopy image of iron oxide quantum dots, which are used as a catalyst in variety of chemical processing reactions. Data courtesy of the Regional Centre of Advanced Technologies and Materials, Palacky University, Olomouc, Czech Republic.
Bright field transmission electron microscopy image of iron oxide quantum dots, which are used as a catalyst in variety of chemical processing reactions. Data courtesy of the Regional Centre of Advanced Technologies and Materials, Palacky University, Olomouc, Czech Republic.
3D elemental distribution of a vehicle-aged automotive catalyst sample. Palladium nanoparticles are distributed on oxide carriers.
Metal-organic framework (MOF) with a 2.8 nm pore size. Excellent performance at low beam energy and low beam current enables the Verios SEM to image beam-sensitive materials, like this MOF, at very high resolution, without any sample damage. Image width = ~350 nm. Image by Devin Wu, Thermo Fisher Scientific.
Carbon nanotubes with catalyst particles on top, imaged at 2 kV using the Verios SEM. Mixed signal from different in-column detectors reveals the topography and elemental contrast of this material. Image width = ~4.2 μm. Image by Devin Wu, Thermo Fisher Scientific.
High-resolution TEM imaging of Pt-Rh catalyst nanoparticles enabled by the Thermo Scientific Ceta 16M Camera, revealing the crystalline lattice structure of nanoparticles. Sample courtesy: Prof. B. Gorman and Prof. R. Richards, Colorado School of Mines.
On-Demand Webinar: Spectra 200 S/TEM: A workhorse for catalyst characterisation
Watch this webinar to learn advanced catalyst characterisation methods using TEM, how tools like the Spectra 200 S/TEM are used in the catalyst industry and why Haldor Topsøe chooses the Spectra 200 S/TEM.
On-Demand Webinar: Quantitative structural analysis using STEM HAADF-iDPC
This webinar will give an introduction to the relevance of materials in catalysis, the challenges in their synthesis and their characterisation at atomic level.
Bright field transmission electron microscopy image of iron oxide quantum dots, which are used as a catalyst in variety of chemical processing reactions. Data courtesy of the Regional Centre of Advanced Technologies and Materials, Palacky University, Olomouc, Czech Republic.
Bright field transmission electron microscopy image of iron oxide quantum dots, which are used as a catalyst in variety of chemical processing reactions. Data courtesy of the Regional Centre of Advanced Technologies and Materials, Palacky University, Olomouc, Czech Republic.
3D elemental distribution of a vehicle-aged automotive catalyst sample. Palladium nanoparticles are distributed on oxide carriers.
Metal-organic framework (MOF) with a 2.8 nm pore size. Excellent performance at low beam energy and low beam current enables the Verios SEM to image beam-sensitive materials, like this MOF, at very high resolution, without any sample damage. Image width = ~350 nm. Image by Devin Wu, Thermo Fisher Scientific.
Carbon nanotubes with catalyst particles on top, imaged at 2 kV using the Verios SEM. Mixed signal from different in-column detectors reveals the topography and elemental contrast of this material. Image width = ~4.2 μm. Image by Devin Wu, Thermo Fisher Scientific.
High-resolution TEM imaging of Pt-Rh catalyst nanoparticles enabled by the Thermo Scientific Ceta 16M Camera, revealing the crystalline lattice structure of nanoparticles. Sample courtesy: Prof. B. Gorman and Prof. R. Richards, Colorado School of Mines.
Prozesskontrolle mittels Elektronenmikroskopie
Die moderne Industrie verlangt einen hohen Durchsatz bei erstklassiger Qualität. Diese Balance wird durch eine robuste Prozesskontrolle aufrechterhalten. REM- und TEM-Geräte mit spezieller Automatisierungssoftware bieten schnelle, mehrskalige Informationen für die Überwachung und Verbesserung von Prozessen.
Qualitätskontrolle und Fehleranalyse
Qualitätskontrolle und Qualitätssicherung sind in der modernen Industrie von entscheidender Bedeutung. Wir bieten eine Reihe von EM- und Spektroskopiegeräten für die mehrskalige und multimodale Analyse von Mängeln, mit denen Sie zuverlässige und fundierte Entscheidungen für die Kontrolle und Verbesserung von Prozessen treffen können.
Grundlagenforschung in der Materialforschung
Neuartige Materialien werden in immer kleineren Dimensionen untersucht, um ihre physikalischen und chemischen Eigenschaften bestmöglich zu kontrollieren. Die Elektronenmikroskopie gibt Forschern wichtige Einblicke in eine Vielzahl von Materialeigenschaften auf der Mikro- bis Nanoebene.
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(S)TEM-Probenvorbereitung
DualBeam-Mikroskope ermöglichen die Vorbereitung hochwertiger, ultradünner Proben für die (S)TEM-Analyse. Dank fortschrittlicher Automatisierung können Anwender jeder Erfahrungsstufe für eine Vielzahl von Materialien Ergebnisse auf Expertenebene erzielen.
3D-Materialcharakterisierung
Die Entwicklung von Materialien erfordert oft eine 3D-Multiskalen-Charakterisierung. DualBeam-Geräte ermöglichen das serielle Schneiden großer Volumina und die anschließende REM-Bildgebung im Nanometerbereich, die zu hochwertigen 3D-Rekonstruktionen der Probe verarbeitet werden kann.
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EDS-Elementanalyse
Die EDS liefert entscheidende Informationen zur Zusammensetzung, die für Beobachtungen in der Elektronenmikroskopie wichtig sind. Insbesondere unsere einzigartigen Super-X und Dual-X Detektorsysteme bieten Optionen für einen verbesserten Durchsatz und/oder eine höhere Empfindlichkeit, sodass Sie die Datenerfassung entsprechend Ihrer Forschungsschwerpunkte optimieren können.
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3D-EDS-Tomographie
Die moderne Materialforschung ist zunehmend auf die Nanoanalyse in drei Dimensionen angewiesen. Die 3D-Charakterisierung, einschließlich Zusammensetzungsdaten für den vollständigen chemischen und strukturellen Kontext, ist mit 3D-EM und energiedispersiver Röntgenspektroskopie möglich.
Energiedispersive Röntgenspektroskopie
Die energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDS) sammelt detaillierte Elementinformationen zusammen mit elektronenmikroskopischen Aufnahmen und liefert einen entscheidenden Kontext zur chemischen Zusammensetzung für EM-Beobachtungen. Mittels der EDS kann die chemische Zusammensetzung aus schnellen, ganzheitlichen Oberflächenscans bis hin zu einzelnen Atomen bestimmt werden.
Atomare Elementzuordnung mit EDS
Die EDS mit atomarer Auflösung liefert einen beispiellosen chemischen Kontext für die Materialanalyse, indem sie die Elementidentität einzelner Atome differenziert. In Kombination mit hochauflösender TEM ist es möglich, die genaue Organisation der Atome in einer Probe zu beobachten.
ColorSEM
Unter Verwendung der Live-EDS (energiedispersive Röntgenspektroskopie) mit Live-Quantifizierung verwandelt die ColorSEM Technologie die REM-Bildgebung in eine Farbtechnik. Jeder Anwender kann nun kontinuierlich Elementdaten erfassen, um umfassendere Informationen als je zuvor zu erhalten.
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Bildgebung mit HRSTEM und HRTEM
Die Transmissionselektronenmikroskopie ist für die Charakterisierung der Struktur von Nanopartikeln und Nanomaterialien von unschätzbarem Wert. Hochauflösende STEM und TEM ermöglichen Daten mit einer Auflösung im atomaren Bereich sowie Informationen zur chemischen Zusammensetzung.
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Bildgebung mit differenziellem Phasenkontrast
Die moderne Elektronikforschung ist auf die Analyse elektrischer und magnetischer Eigenschaften im Nanobereich angewiesen. Differenzial-Phasenkontrast-STEM (DPC-STEM) kann die Stärke und Verteilung von Magnetfeldern in einer Probe abbilden und die Struktur der magnetischen Domäne darstellen.
Bildgebung von heißen Proben
Das Studium von Materialien unter realen Bedingungen erfordert häufig ein Arbeiten bei hohen Temperaturen. Das Verhalten von Materialien beim Rekristallisieren, Schmelzen, Verformen oder Reagieren in Gegenwart von Wärme kann in situ mit Rasterelektronenmikroskopie oder DualBeam-Geräten untersucht werden.
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Umwelt-REM (EREM)
Mit Umwelt-REM können Materialien in ihrem ursprünglichen Zustand abgebildet werden. Dies ist ideal geeignet für Forscher im Hochschulbereich und der Industrie, die Proben prüfen und analysieren müssen, die nass, schmutzig, reaktiv, ausgasend oder anderweitig nicht vakuumtauglich sind.
Elektronenenergieverlustspektroskopie
Die materialwissenschaftliche Forschung profitiert von hochauflösender EELS (Electron Energy Loss Spectroscopy) für eine breite Palette analytischer Anwendungen. Dazu gehören eine Elementkartierung mit hohem Durchsatz und hohem Signal-Rausch-Verhältnis sowie die Untersuchung von Oxidationszuständen und Oberflächenphononen.
Querschnitte
Querschnitte bieten zusätzliche Einblicke, indem sie Informationen über tieferliegende Bereiche aufdecken. DualBeam-Geräte verfügen über hervorragende FIB-Säulen für hochwertige Querschnitte. Mit der Automatisierung ist eine unbeaufsichtigte Hochdurchsatzverarbeitung von Proben möglich.
In-situ-Experimente
Die direkte Echtzeitbeobachtung mikrostruktureller Veränderungen mit der Elektronenmikroskopie ist notwendig, um die Grundprinzipien dynamischer Prozesse wie Rekristallisation, Kornwachstum und Phasenumwandlung während der Erwärmung, Kühlung und Benetzung zu verstehen.
Partikelanalyse
Die Partikelanalyse spielt eine entscheidende Rolle bei der Erforschung und Qualitätskontrolle von Nanomaterialien. Die Auflösung im Nanometerbereich und die hervorragende Bildgebung der Elektronenmikroskopie können mit spezieller Software zur schnellen Charakterisierung von Pulvern und Partikeln kombiniert werden.
SIMS
Der TOF-SIMS-Detektor (Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry) für FIB-REM (Rasterelektronenmikroskopie mit fokussiertem Ionenstrahl) ermöglicht die hochauflösende analytische Charakterisierung aller Elemente im Periodensystem, selbst bei niedrigen Konzentrationen.
Mehrskalenanalyse
Neuartige Materialien müssen mit immer höherer Auflösung analysiert werden, wobei der größere Kontext der Probe erhalten bleiben muss. Die Mehrskalenanalyse ermöglicht die Korrelation verschiedener Geräte und Modalitäten zur Bildgebung wie Röntgen-Mikro-CT, DualBeam, Laser-PFIB, REM und TEM.
Röntgen-Photoelektronenspektroskopie
Die Röntgen-Photoelektronenspektroskopie (XPS) ermöglicht die Oberflächenanalyse und liefert die Elementzusammensetzung sowie den chemischen und elektronischen Zustand der oberen 10 nm eines Materials. Bei der Tiefenprofilierung liefert die XPS-Analyse auch Erkenntnisse über die Zusammensetzung von Schichten.
Automatisierter Partikel-Workflow
Der automatisierte Nanopartikel-Workflow (APW) ist ein Arbeitsablauf für die Nanopartikelanalyse unter Verwendung des Transmissionselektronenmikroskops, der eine großflächige, hochauflösende Bildgebung und Datenerfassung im Nanobereich mit der Verarbeitung im laufenden Betrieb bietet.
(S)TEM-Probenvorbereitung
DualBeam-Mikroskope ermöglichen die Vorbereitung hochwertiger, ultradünner Proben für die (S)TEM-Analyse. Dank fortschrittlicher Automatisierung können Anwender jeder Erfahrungsstufe für eine Vielzahl von Materialien Ergebnisse auf Expertenebene erzielen.
3D-Materialcharakterisierung
Die Entwicklung von Materialien erfordert oft eine 3D-Multiskalen-Charakterisierung. DualBeam-Geräte ermöglichen das serielle Schneiden großer Volumina und die anschließende REM-Bildgebung im Nanometerbereich, die zu hochwertigen 3D-Rekonstruktionen der Probe verarbeitet werden kann.
EDS-Elementanalyse
Die EDS liefert entscheidende Informationen zur Zusammensetzung, die für Beobachtungen in der Elektronenmikroskopie wichtig sind. Insbesondere unsere einzigartigen Super-X und Dual-X Detektorsysteme bieten Optionen für einen verbesserten Durchsatz und/oder eine höhere Empfindlichkeit, sodass Sie die Datenerfassung entsprechend Ihrer Forschungsschwerpunkte optimieren können.
3D-EDS-Tomographie
Die moderne Materialforschung ist zunehmend auf die Nanoanalyse in drei Dimensionen angewiesen. Die 3D-Charakterisierung, einschließlich Zusammensetzungsdaten für den vollständigen chemischen und strukturellen Kontext, ist mit 3D-EM und energiedispersiver Röntgenspektroskopie möglich.
Energiedispersive Röntgenspektroskopie
Die energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDS) sammelt detaillierte Elementinformationen zusammen mit elektronenmikroskopischen Aufnahmen und liefert einen entscheidenden Kontext zur chemischen Zusammensetzung für EM-Beobachtungen. Mittels der EDS kann die chemische Zusammensetzung aus schnellen, ganzheitlichen Oberflächenscans bis hin zu einzelnen Atomen bestimmt werden.
Atomare Elementzuordnung mit EDS
Die EDS mit atomarer Auflösung liefert einen beispiellosen chemischen Kontext für die Materialanalyse, indem sie die Elementidentität einzelner Atome differenziert. In Kombination mit hochauflösender TEM ist es möglich, die genaue Organisation der Atome in einer Probe zu beobachten.
ColorSEM
Unter Verwendung der Live-EDS (energiedispersive Röntgenspektroskopie) mit Live-Quantifizierung verwandelt die ColorSEM Technologie die REM-Bildgebung in eine Farbtechnik. Jeder Anwender kann nun kontinuierlich Elementdaten erfassen, um umfassendere Informationen als je zuvor zu erhalten.
Bildgebung mit HRSTEM und HRTEM
Die Transmissionselektronenmikroskopie ist für die Charakterisierung der Struktur von Nanopartikeln und Nanomaterialien von unschätzbarem Wert. Hochauflösende STEM und TEM ermöglichen Daten mit einer Auflösung im atomaren Bereich sowie Informationen zur chemischen Zusammensetzung.
Bildgebung mit differenziellem Phasenkontrast
Die moderne Elektronikforschung ist auf die Analyse elektrischer und magnetischer Eigenschaften im Nanobereich angewiesen. Differenzial-Phasenkontrast-STEM (DPC-STEM) kann die Stärke und Verteilung von Magnetfeldern in einer Probe abbilden und die Struktur der magnetischen Domäne darstellen.
Bildgebung von heißen Proben
Das Studium von Materialien unter realen Bedingungen erfordert häufig ein Arbeiten bei hohen Temperaturen. Das Verhalten von Materialien beim Rekristallisieren, Schmelzen, Verformen oder Reagieren in Gegenwart von Wärme kann in situ mit Rasterelektronenmikroskopie oder DualBeam-Geräten untersucht werden.
Umwelt-REM (EREM)
Mit Umwelt-REM können Materialien in ihrem ursprünglichen Zustand abgebildet werden. Dies ist ideal geeignet für Forscher im Hochschulbereich und der Industrie, die Proben prüfen und analysieren müssen, die nass, schmutzig, reaktiv, ausgasend oder anderweitig nicht vakuumtauglich sind.
Elektronenenergieverlustspektroskopie
Die materialwissenschaftliche Forschung profitiert von hochauflösender EELS (Electron Energy Loss Spectroscopy) für eine breite Palette analytischer Anwendungen. Dazu gehören eine Elementkartierung mit hohem Durchsatz und hohem Signal-Rausch-Verhältnis sowie die Untersuchung von Oxidationszuständen und Oberflächenphononen.
Querschnitte
Querschnitte bieten zusätzliche Einblicke, indem sie Informationen über tieferliegende Bereiche aufdecken. DualBeam-Geräte verfügen über hervorragende FIB-Säulen für hochwertige Querschnitte. Mit der Automatisierung ist eine unbeaufsichtigte Hochdurchsatzverarbeitung von Proben möglich.
In-situ-Experimente
Die direkte Echtzeitbeobachtung mikrostruktureller Veränderungen mit der Elektronenmikroskopie ist notwendig, um die Grundprinzipien dynamischer Prozesse wie Rekristallisation, Kornwachstum und Phasenumwandlung während der Erwärmung, Kühlung und Benetzung zu verstehen.
Partikelanalyse
Die Partikelanalyse spielt eine entscheidende Rolle bei der Erforschung und Qualitätskontrolle von Nanomaterialien. Die Auflösung im Nanometerbereich und die hervorragende Bildgebung der Elektronenmikroskopie können mit spezieller Software zur schnellen Charakterisierung von Pulvern und Partikeln kombiniert werden.
SIMS
Der TOF-SIMS-Detektor (Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry) für FIB-REM (Rasterelektronenmikroskopie mit fokussiertem Ionenstrahl) ermöglicht die hochauflösende analytische Charakterisierung aller Elemente im Periodensystem, selbst bei niedrigen Konzentrationen.
Mehrskalenanalyse
Neuartige Materialien müssen mit immer höherer Auflösung analysiert werden, wobei der größere Kontext der Probe erhalten bleiben muss. Die Mehrskalenanalyse ermöglicht die Korrelation verschiedener Geräte und Modalitäten zur Bildgebung wie Röntgen-Mikro-CT, DualBeam, Laser-PFIB, REM und TEM.
Röntgen-Photoelektronenspektroskopie
Die Röntgen-Photoelektronenspektroskopie (XPS) ermöglicht die Oberflächenanalyse und liefert die Elementzusammensetzung sowie den chemischen und elektronischen Zustand der oberen 10 nm eines Materials. Bei der Tiefenprofilierung liefert die XPS-Analyse auch Erkenntnisse über die Zusammensetzung von Schichten.
Automatisierter Partikel-Workflow
Der automatisierte Nanopartikel-Workflow (APW) ist ein Arbeitsablauf für die Nanopartikelanalyse unter Verwendung des Transmissionselektronenmikroskops, der eine großflächige, hochauflösende Bildgebung und Datenerfassung im Nanobereich mit der Verarbeitung im laufenden Betrieb bietet.
Formatvorlage für das Original der Instrumentenkarten
Style Sheet to change H2 style to p with em-h2-header class
Style Sheet for Support and Service footer
Style Sheet for Fonts
Style Sheet for Cards
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