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Materials Science
EDS Elemental Analysis
EDX analysis performed rapidly and at low concentrations with ChemiSTEM Technology.
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EDS elemental analysis
Elemental analysis is the fundamental application of energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS, also called EDX or XEDS). With EDS, vital compositional information is added to electron microscopy images, providing you with a combined morphological and chemical overview of your sample. As EDS analysis becomes increasingly intertwined with routine electron microscopy, enhancing the speed and sensitivity of the technique is paramount. Thermo Fisher Scientific offers the unique Thermo Scientific ChemiSTEM Technology, designed for S/TEM instruments to optimize both the number of X-rays generated by the sample and the number captured by the detector. ChemiSTEM Technology performs rapid EDS mapping as well as trace element detection, broadening the utility and performance of EDS analysis with your S/TEM tools. Additionally, Thermo Scientific ChemiSEM Technology is available on SEM instruments as an always-on feature that allows any user to acquire elemental data, providing more access to complete information than ever before.
EDX elemental mapping
Higher efficiency EDS detection systems enable fast compositional analysis with below nanometer resolution. Compared to conventional single silicon drift detector (SDD) systems, ChemiSTEM Technology produces up to 5 times the X-rays with the X-FEG and collects up to 10 times the X-ray with the Super-X Detection System.
Left - Chemical composition mapping of a transistor with a total map acquisition time of 1 hour and 54 minutes. The 100 x 100 pixel EDS map was taken on a Si(Li) detector system with a 500 msec/pixel dwell time, ~0.7 nm spot size, and 0.4 nA beam current. Right - 100 x 100 pixel EDS map of an equivalent device taken with ChemiSTEM Technology in only 115 seconds, with a 5 msec/pixel dwell time, ~0.3 nm spot size, and 1.0 nA beam current. Sample courtesy of NXP Research.
Additionally, ChemiSTEM Technology features several factors of speed enhancement compared to traditional silicon-lithium X-ray detectors due to the increased speed of the SDDs. For EDS maps of equivalent sizes and statistics, the ChemiSTEM System offers a total enhancement of “hours to minutes.” Even live mapping for areas of interest becomes feasible, as shown in the example below.
Live chemical composition mapping of a transistor using the Super-X Detection System and Velox Software.
The elemental distribution is processed live due to the superior sensitivity of the sensor. Even the first scan reveals the chemical composition of the different parts of the device. 3 scans total were used to generate the final composite and single element maps.
Trace element detection
The Super-X Detection System features 4 SDDs for substantially enhanced sensitivity, which is critical for trace element detection. The example to the right highlights the sensitivity limits of ChemiSTEM Technology for a NIST-certified steel standard (Standard Reference Material NBS No. 461). In bulk, this low-alloy steel has certified concentrations of the following elements: arsenic (0.028 wt.%), vanadium (0.024 wt.%), and tin (0.022 wt.%). The full spectrum was acquired in 600 seconds, using a beam current of 1.7 nA, while scanning a micron-sized area to average the composition across the microstructure of the sample.
This example demonstrates that trace elements detection with low concentrations (as low as ~0.02 wt.%) is possible in a reasonable 10-minute total acquisition time.
Super-X Detector spectrum (log scale) of an NIST-certified steel standard NBS No.461. Bottom - Zoomed spectra showing minor elements of vanadium (0.024 wt.%), arsenic (0.028 wt.%) and tin (0.022 wt.%). Gallium and platinum peaks are due to FIB preparation.
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La industria moderna exige un alto rendimiento con una calidad superior, un equilibrio que se mantiene a través de un control de procesos sólido. Las herramientas SEM y TEM con software de automatización exclusivo proporcionan información rápida y multiescala para la supervisión y la mejora de procesos.
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El control y garantía de calidad son esenciales en la industria moderna. Ofrecemos una gama de herramientas de EM y espectroscopía para el análisis multiescala y multimodal de defectos, lo que le permite tomar decisiones fiables e informadas para el control y la mejora de procesos.
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La microestructura polimérica determina las características y el rendimiento del material a granel. La microscopía electrónica permite un análisis exhaustivo en microescala de la morfología y composición de los polímeros para aplicaciones de control de calidad e I+D.
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A medida que la demanda de petróleo y gas continúa, existe la necesidad constante de una extracción eficiente y eficaz de hidrocarburos. Thermo Fisher Scientific ofrece una amplia gama de soluciones de microscopía y espectroscopía para una gran variedad de aplicaciones de la ciencia del petróleo.
Investigación geológica
Las ciencias geológicas están basadas en la observación uniforme y precisa de múltiples escalas de características dentro de las muestras de roca. SEM-EDS, combinado con software de automatización, permite el análisis directo a gran escala de la composición de la textura y los minerales para la investigación de la petrología y la mineralogía.
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