QuantumLeap-V210
首台能实现低原子序数样品及微点分析的实验室XAS
核心优势
✲ 唯一具有类同步辐射性能的实验室 XAS 系统
0.7 eV下的X射线吸收近边结构(XANES)和扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)在几秒或几分钟内完成
✲ 1.7 keV 至 10 keV,能实现低原子序数元素分析
在真空封闭系统内,可以用低至 1.7 keV的电压进行磷和硫分析
✲ MicroXAS光斑尺寸为 100 微米
电机驱动的载物台使在样品上进行 100 µm 的 XAS(microXANES 或microEXAFS)成为可能
具有类同步辐射性能的实验室 XAS 系统
在所有同步辐射测试方法中,X 射线吸收光谱 (XAS) 产出的出版物最多。 由于该技术的普及,有时很难约到同步辐射的XAS,在某些情况下需要漫长的方案提交和评估时间。这供不应求的现状意味着即使是非常有价值的项目也会被拒绝。而Sigray 开发的 QuantumLeap 产品使您可以在自己的实验室内轻松获得类同步辐射的 XAS 性能,从而可以完成原本不可能完成的研究,包括涉及许多样品或复杂的原位实验的研究。
铁箔的 EXAFS 光谱与同步辐射数据的比较
低原子序数(Z)元素分析
QuantumLeap-V210 完全封闭在真空环境内,能够达到 10-5Torr 的真空。 该系统还包含一个过渡腔室,用于在不破坏真空的情况下交换样品。在真空环境下,能在低至 1.7 keV 的能量下进行 XAS 测量,从而对原子序数为 Z=15(磷)和 Z=16(硫)的重要轻元素进行分析。
QuantumLeap-V210 的部件完全封闭在真空腔室内
100 微米束斑尺寸的MicroXAS
QuantumLeap-V210 使用光学聚焦镜将 X 射线聚焦到样品上的小点。 小束斑尺寸可实现高分辨率的显微分析,其中可以使用 XANES 和/或 EXAFS 在异质样品中得到化学信息。 此外,小光斑尺寸极大地降低了样品制备的难度。相比之下,具有毫米级光斑尺寸的大光斑XAS系统需要高度的样品均匀性,而实现这一点可能具有挑战性。
获得专利的 QuantumLeap-V210 采集方案。光学聚焦镜将 X 射线聚焦到样品上。
晶体将透射的 X 射线按波长分离到空间分辨探测器上的不同位置。 探测器得到的“图像”即为 XAS 光谱。
系统特点
✲ 具有专利的多靶材高亮度 X 射线源,在实验室中实验高效且能采集全系列元素。
✲ 用于在样品上实现小焦点(直径 100 µm)的毛细管 X 射线光学透镜
✲ 真空系统可达到 <10-5Torr,使获取低 Z 元素的化学信息成为可能
✲ 用于采集和分析的直观软件。可以输出CVS格式的数据供Athena和Artemis等软件读取
专利技术多靶材高亮度 X 射线源
QuantumLeap 的 X 射线源采用专利设计,其中多种靶材与金刚石处于最佳热接触状态,而金刚石具有优异的导热性能。金刚石的快速冷却可以使 X 射线源承受更高的功率负载,从而产生强 X 射线束。 X 射线源的另一个主要特点是其电机控制的多种X射线靶材,允许软件在多种X射线靶材之间进行选择。 这对于 XAS 采集是非常重要的,因为靶材之间的切换可以避免给定材料的强特征 X 射线能量,否则会影响结果。
实现平滑XAS谱:Mo(蓝色)的特征X射线峰约为2至3 keV和17.4 keV,而 W(绿色)的特征能量在7至12 keV 范围内。通过选择靶材,可以避免特征峰,从而获得4.5至25 keV之间全范围的平滑能量谱。
透镜:毛细管 X 射线光学透镜
QuantumLeap-V210 是唯一商用的微束XAS系统。Sigray被认为是 X 射线光学透镜的领先制造商(该公司是世界各地同步辐射设施的重要供应商),QuantumLeap-V210 的设计采用 X 射线光学透镜,可将X 射线高效且无色差地从源传输到样品。 样品上的小聚焦点有利于简单的样品制备和异质样品的高分辨率分析。
在样品上取偏钒酸盐 (NH4VO3) 两个空间上不同的点(蓝线和红色方块)以确认样品的均匀性。
另展示了钒箔的谱(黑点由QuantumLeap设备采集,黑线由同步辐射采集)
真空系统
QuantumLeap-V210 完全封闭在大型真空腔室中,能够承受低至10-5Torr 以下的环境。该设计对于实现磷和硫等低原子序数元素的XAS至关重要。由于高真空仪器的复杂性,即使在大多数同步辐射XAS线站中也无法实现此功能。
软件
QuantumLeap 具有用于采集数据的直观图形界面,包括设置各种扫描的功能,如进行逐点扫描或扫描多个样品(样品台最多可容纳16个3毫米直径样品)。 数据可以输出为CSV文件,可以轻松读入分析软件,包括Athena和Artemis。
QuantumLeap软件遵循直观的工作流程,选择感兴趣的元素并加载建议的设置。
然后输入曝光时间和图像数量等选项。采集过程中实时显示采集到的谱。
QuantumLeap-V210 的技术规格:
参数 | 规格 | |
整体参数 | 能量范围 | 1.7 - 10 keV |
XAS信号模式 | 透射式 | |
能量分辨率 | XANES: 达到0.7 eV EXAFS: <10 eV 注意:也可以使用XANES模式在0.7 eV来获取高分辨EXAFS |
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光路 | 封闭于真空环境 | |
聚焦在样品上的最小焦斑尺寸 | 100µm直径束斑 | |
光源 | 类型 | Sigray 专利高亮度多靶材微聚焦X射线光源 |
靶材 | W和Mo,其他可根据要求提供 | |
功率 | 电压 | 300 W | 20-50 kV | |
X射线聚焦镜 | 类型 | Sigray独有的高效率双抛物面型X射线聚焦透镜 |
传输效率 | ~80% | |
倍率 | 1:1 放大倍率 | |
内壁涂层 | 铂,用于提高光学透镜的收集效率。 其他可根据要求提供(例如用于分析 Pt 的铱涂层)。 |
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X射线分析晶体 | 种类 | HAPG/HOPG, Ge(111), Ge(220), Ge(400)。也可应客户需求定制。 |
探测器 | 种类 | 空间分辨光子计数探测器 |
尺寸 | 尺寸大小 | 107cm W x 241cm H x 191cm D |
附加功能 | 多种样品台 | 可容纳多达 16 个直径约为 3 毫米的样品 |