EclipseXRM-910
正在申请专利的技术
空间分辨率达 0.3 µm
即使在大工作距离下也能达到亚微米分辨率
核心优势
✲ 具有突破性空间分辨率的 3D X 射线显微镜
实现低至0.3µm的空间分辨率和 <30 nm 的体素
✲ 在大工作距离下仍保持高分辨率
即使当源-样品(工作)距离较大时,也能实现亚微米的分辨率。这对于大型或原位样品很重要
✲ 采用新颖衬度机制以实现多功能性
获得专利的多光谱射线源 (Multi-Spectral Source,MSS),可实现准单色X 射线束。可在最难成像、低对比度样品上实现高达 10 倍的效率。
领先的300nm (0.3µm)空间分辨率
EclipseXRM 是一款革命性的系统,它弥补了微米XRM和纳米XRM之间的 X 射线显微镜 (XRM)性能差距。即使对于大型样品,也能提供优于 0.3 µm的空间分辨率。该分辨率远远超过市场上已有的微米XRM(其空间分辨率仅限于约 0.5 µm)。
该系统所能达到的最高分辨率不仅在同类产品中处于领先地位,而且是通过一种高效的检测系统实现的。这使得在使用比市场上其他系统更小的体素尺寸进行成像时,能够获得显著更高的吞吐量。
从页岩样品上可以轻松看出 EclipseXRM 相对于其他X射线显微镜 (XRM) 的分辨率优势(如下图所示)。左侧显示的是使用20X物镜、空间分辨率为0.5 µm的其他XRM 的图像,右侧显示的是 EclipseXRM 强大的高分辨率图像。EclipseXRM 的数据不仅明显清晰得多(清晰度几乎与 SEM 类似),而且 EclipseXRM 的数据获取时间也很短(EclipseXRM 2.5 小时 vs 其它XRM 4 小时)。此外,EclipseXRM 的数据集具有足够的信噪比 (SNR) 来进行简单的 FDK (Feldkamp-Davis-Kress) 重建,而其他XRM 得到的20X数据由于信噪比较差,需要使用耗时的迭代重建来重建。
EclipseXRM实现了更高的分辨率和更快的成像速度:在同一碳酸盐样品上,使用领先的X射线显微镜
(XRM)系统进行两级放大成像,该系统宣称具有约0.5µm的空间分辨率,并采用20倍放大物镜,
在4小时内完成数据采集; 而EclipseXRM则能够在不到2小时内获取到0.3µm分辨率的数据。
即使在长工作距离下也能实现亚微米分辨率
大型样品和原位样品通常需要样品周围有更大的空间才能完整旋转。因此,这可能会导致标准 X 射线系统的分辨率较差。为解决这一问题而大量推广的一种常见方法是使用采用高放大倍率物镜的“两级放大”方案。 然而,这会牺牲探测器的效率。
EclipseXRM正在申请专利的新型设计提供了之前方法的替代方案,无需高倍物镜即可在大工作距离下实现亚微米分辨率(见下图)。
新颖的多光谱成像实现多功能性
EclipseXRM 旨在满足研究机构的各种需求,满足各种样品形状、尺寸和成分的需求。这些研究机构通常需要以高质量和最快采集时间对样品进行成像。由于没有单一组件可以满足全部能量范围的要求,EclipseXRM 将多个X射线源和探测器合并到同一个系统中。一个非常关键的部分是多光谱源 (MSS),它能提供多种准单色 X 射线束(这与大多数系统的源产生的多色 X 射线不同)。这为一些极具挑战性的样品提供了所必需的出色成像衬度,例如新型锂电池样品中的低 Z 结构和生物样品。
EclipseXRM 包含多种的可选光谱源,可产生准单色X射线,为具有挑战性的样品提供出色的成像衬度。
系统特点
新颖的架构设计,专利的 X 射线技术
EclipseXRM发明人Wenbing Yun博士,因其在 X 射线显微镜上的创新赢得了四项著名的R&D 100奖项,并且在过去四十年中一直是同步辐射和实验室 X 射线显微镜的先驱。EclipseXRM系统采用了Sigray 开发的多项正在申请专利和已获得专利的创新技术,并结合了最新的硬件升级,例如具有旋转稳定性优于50nm的免维护气浮样品台和高效 CMOS 传感器。
该系统已被多家全球领先的半导体公司和研究机构采用。
连续放大功能
EclipseXRM提供用于寻找感兴趣区域的 LFOV 测量扫描(包括使用 25MP+ 探测器的Ultra LFOV 扫描)。 无需切割样品即可不断放大感兴趣区域。参考下面的商业抗酸剂样品,逐渐放大,同时保持样品完整。
软件:GigaRecon断层扫描重构软件和Sigray3D采集软件
GigaRecon | 断层扫描重建软件将最快的重建时间与多种功能套件相结合,使每次分析都能获得最佳结果。对于 2048 x 2048 x 2200 数据集,重建速度可达到 <45 秒。GiagRecon 提供市场上最快的迭代断层扫描重建,在数据收集时间缩短 5倍的情况下,仍可实现高质量图像重建。与传统 FDK 重建相比,大大加快了断层扫描成像时间。
Sigray3D | 直观地采集数据
▪ 简单、直观的软件让您和您的团队方便使用
▪ 点击鼠标来对齐样品并在几秒内开始测量
▪ 人工智能辅助的AutoPilot 会为每个样品提供最佳设置建议
▪ 使用自动化样品处理机械手 (Sample Handling Robot,SHR) ,可实现最多达 20个样品的测试
GigaRecon提供了强大的重建方法,能够显著缩短采集时间。左侧展示的是通过标准FDK(Feldkamp)
算法重建的人类牙齿及其金属植入物,而右侧则是基于相同5分钟数据的GigaRecon重建结果。
XRM Companion 具有直观的图形界面,用于采集和测量数据
相位衬度信息提取
EclipseXRM为生物/聚合物和地质样品提供实用的相衬,可以在系统上访问,而不需要像其他系统那样花很长的采集时间。此外,还可以用 Sigray的相位提取软件提取相位衬度信息,方便量化和分析数据。
EclipseXRM 提供相衬成像功能和直接的相位衬度信息提取,以实现增强的数据分析
深度学习/基于人工智能的例程
Sigray提供了各种各样的人工智能增强例程,包括深度学习,以提高分割速度(和质量),并将采集时间增加4倍或更多(见右图)。
基于深度学习的分割例程,提高了分割的准确性和速度。上图是肾结石中不同矿物质的分割图。使用Dragonfly分析软件。
应用
半导体失效分析
三维X射线显微镜(3D X-ray microscopy)已成为研究半导体封装失效的主要方法。随着封装特征尺寸的不断缩小,识别裂纹、空洞和分层等缺陷所需的分辨率也在持续提高。右侧放大显示的单个引线键合区域示例清晰地展示了Eclipse XRM在半导体样品中所具有的卓越分辨率和对比度。
注:由于保密协议(NDA)的限制,我们的大部分结果无法公开。如果您希望深入了解我们的技术能力,请向我们提供样品,以便我们能够在您的样品上进行演示。对于我们的半导体失效分析能力,普遍反响是极为兴奋,因为可以实现前所未有的细节与对比度水平。
Microbumps成像:领先的XRM与EclipseXRM的对比
更多应用资料可在其“半导体应用”页面上查阅。
完好电池与原位测试中电池
EclipseXRM技术能够在样品内部提供可变分辨率,从而实现对电池的层次化表征——从全视场(FOV)到详细的感兴趣区域成像,无需拆解电池。这一特性使得可以非破坏性地识别诸如小缺陷(例如裂纹、颗粒)和短路等问题。此外,EclipseXRM还具备高分辨率能力,以获取关于电极颗粒的详细信息,包括其形状、尺寸及缺陷(孔隙、裂纹)的存在情况。
电池正极粒子超高分辨率(0.21µm体素)成像
电池正极粒子的感兴趣区域放大(0.21µm)
完整硬币电池的横截面视图,显示了EclipseXRM的灵活性。
在电池领域的强大功能及相关研究论文可在其“电池应用”页面上查阅。
生物与聚合物样本
生物样本及其他轻质材料(如聚合物)在使用传统X射线技术(例如微米CT)进行成像时,因其低吸收率和对超高分辨率的需求而面临极大挑战。EclipseXRM系统提供了优越的对比度和分辨率,能够有效解析亚细胞结构。
下面的示例展示了一只小鼠坐骨神经样本,表明该系统的超高分辨率清晰地揭示了轴突及髓鞘的细节。
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小鼠坐骨神经组织切片,分辨率为0.25µm | 小鼠坐骨神经细胞感兴趣区域的裁剪图(0.25 µm) |
原位微观结构演化
EclipseXRM设计的一项显著优势在于其能够在大样品上维持高亚微米分辨率,从而实现对置于较大原位实验腔室中的样品进行高保真成像。该系统能够在多种条件下对样品的三维微观结构演变进行成像,包括加热、冷却、拉伸与压缩(T&C)、流体/气体流动等。我们将为您的需求提供可靠的原位解决方案。
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对锌离子电池,使用Sigray公司领先的XRM设备PrismaXRM对树突生长进行了成像。
Ref: Qian, G., Zan, G., Li, J., Lee, S.-J., Wang, Y., Zhu, Y., Gul, S., Vine, D. J., Lewis, S., Yun, W., Ma, Z.-F., Pianetta, P., Lee, J.-S., Li, L., Liu, Y., Structural, Dynamic, and Chemical Complexities in Zinc Anode of an Operating Aqueous Zn-Ion Battery. Adv. Energy Mater. 2022, 12, 2200255. https://doi.org/10.1002/aenm.202200255 |
原位实验腔室由多家制造商设计生产,能够提供加热、温度与湿度控制、流体流动以及电源供应。 |
EclipseXRM-900 主要技术参数
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参数 |
规格 |
整体参数 |
空间分辨率 |
0.3 μm |
长工作距离下的分辨率 |
亚微米级别 |
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衬度 |
用于生物、多聚体和地质成像的独特衬度(相位衬度、多光谱射线源)。 |
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光源 |
光源 1 |
超亮纳米焦点X射线光源 |
光源 2 (可选) |
多靶材光谱衬度X射线源(MSS) |
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探测器 |
类型 |
标准配置有两个探测器 |
探测器 1 |
大视场 (6.7 MP) |
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探测器 2 |
UltraVision-HDX Detector |
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软件 |
命令和控制 |
Sigray 3D 软件,具有直观的界面和人工智能,无需大量培训即可进行采集 |
数据重构 |
GigaRecon - 最快的商业 CBCT 重建软件 |
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偏置扫描 |
扩大超宽样品的水平视场 |
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螺旋扫描 |
适用于较高的圆柱形样品 |
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AutoPilot |
可实现由AI 辅助的显微镜操作,进行无监督采集 |
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Windows和Linux双工作站 |
操作界面位于 Windows 工作站上,独立且强大 Linux工作站控制系统。有利于可靠的无休运行(24-7 operation)。 |
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EPICS |
开源软件控制可实现最大的灵活性 |
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尺寸 |
尺寸大小 |
2.6 m L x 1.4m W x 2.2m H |
样品台 |
免维护的气浮旋转台(推荐)。 |