Produkt

ZEISS Xradia Ultra

Röntgen-Imaging im Nanomaßstab: Halten Sie Schritt mit dem Tempo der Wissenschaft

Röntgennanotomografie an einem Synchrotron ermöglicht zerstörungsfreies 3D-Imaging im Nanobereich. Allerdings muss man sich für eine sehr begrenzte Strahlzeit bewerben. Wie wäre es, wenn Sie keine Zeitzuteilung im Synchrotron mehr abwarten müssten? Stellen Sie sich vor, Sie hätten die Möglichkeiten eines Synchrotrons in Ihrem eigenen Labor. Die ZEISS Xradia Ultra Produktfamilie bietet Ihnen zerstörungsfreie 3D-Röntgen-Mikroskope (XRM), mit denen Sie Auflösungen im Nanobereich und in synchrotronähnlicher Qualität erzielen. Sie haben die Wahl zwischen zwei Modellen: ZEISS Xradia 810 Ultra und ZEISS Xradia 800 Ultra sind beide auf eine optimale Bildqualität für Ihre gängigsten Anwendungsgebiete abgestimmt.

Zerstörungsfreies Imaging in der nativen Umgebung
3D-Röntgen-Imaging im Nanobereich in einer räumlichen Auflösung bis hinunter zu 50 nm und Voxelgrößen von 16 nm
In-situ-Experimente in 3D oder 4D
Quantifizierung von Nanostrukturen und Nutzung der Daten als Grundlage für die Modellbildung
Hart- und Weichmaterialien untersuchen

Zerstörungsfreies Imaging im Nanobereich – der Turbo für Ihre Forschung

Nutzen Sie das einzigartige zerstörungsfreie Imaging, um Phänomene im Nanobereich in ihrer nativen Umgebung dreidimensional zu beobachten.
Profitieren Sie von dem derzeit einzigen Gerät, das die Lücke zwischen XRMs mit Submikronauflösung (z. B. ZEISS Xradia Versa) und hochauflösendem – allerdings zerstörendem – 3D-Imaging (z. B. FIB-SEMs) schließt.
Mit den integrierten In-situ-Lösungen führen Sie fortschrittliches zerstörungsfreies 3D-/4D-Röntgen-Imaging direkt in Ihrem Labor durch, und das in einer Auflösung bis hinunter zu 50 nm und einer Voxelgröße von 16 nm.
Beschleunigen Sie Ihre Forschung, indem Sie Ihr analytisches Portfolio mit diesen einzigartigen Möglichkeiten erweitern.

Rekonstruierte 2D-Schicht einer Kiefernnadel im Zernike-Phasenkontrastmodus (ZPC-Modus, links).

Rekonstruierte 2D-Schicht einer Kiefernnadel mit Absorptionskontrast (rechts).

Kontrast und Bildqualität auf höchstem Niveau

Defekt-Beobachtung in 3D, ohne die Proben zu zerstören oder die Daten durch Schnittartefakte zu verändern.
Details anzeigen mit höchstem Kontrast und in überragender Bildqualität per Absorptions- und Zernike-Phasenkontrast. Kombination der Daten aus beiden Modi deckt Merkmale auf, die mit nur einem Kontrast nicht sichtbar wären.
Sowohl Xradia 810 Ultra als auch Xradia 800 Ultra sind auf die optimale Bildqualität für Ihre gängigsten Anwendungsgebiete abgestimmt. Welche Ausführung für Sie die richtige ist, ergibt sich aus dem Materialtyp, für den Sie Höchstleistungen hinsichtlich Kontrast, Durchsatz und Materialdurchdringung erzielen möchten.
Mit Xradia Ultra profitieren Sie von Röntgen-Imaging im Nanobereich mit synchrotronähnlichen Funktionen.

_{Bildbeschreibung: Rekonstruierte 2D-Schicht einer Kiefernnadel im Zernike-Phasenkontrastmodus (ZPC-Modus, links) und mit Absorptionskontrast (rechts).}

3D-gedruckte Nanogitterstruktur, Abbildung im Zernike-Phasenkontrast vor In-situ-Komprimierungsexperimenten. Probe mit freundlicher Genehmigung von: R. Schweiger, KIT, Deutschland (Probenbreite: 30 µm).

Erweitern Sie die Grenzen Ihres Labors

Eröffnen Sie mit den synchrotronähnlichen Möglichkeiten völlig neue Einblicke. Sie sind nicht mehr auf Zeitzuteilungen im Synchrotron angewiesen. und erzielen gleichwertige 3D-Einblicke im Nanobereich – direkt in Ihrem Labor und ganz nach Ihrem eigenen Zeitplan.
Betreiben Sie 4D- und In-situ-Studien, die mit Imaging in der Laborumgebung bislang undenkbar waren.
Führen Sie mechanische, thermische, elektrochemische sowie unter unterschiedlichen Umweltbedingungen durchgeführte Prüfungen direkt in situ durch.
Nutzen Sie korrelative Workflows und beziehen Sie andere Modalitäten ein (z. B. ZEISS Xradia Versa, ZEISS Crossbeam, Analytik). Bieten Sie dem breiten Anwenderkreis einer zentralen Einrichtung eine optimierte Benutzeroberfläche, zu der auch eine spezielle Python-API gehört.

_{Bildbeschreibung: 3D-gedruckte Nanogitterstruktur, Abbildung im Zernike-Phasenkontrast vor In-situ-Komprimierungsexperimenten. Probe mit freundlicher Genehmigung von: R. Schweiger, KIT, Deutschland (Probenbreite: 30 µm).}

Technologie

Entdecken Sie Merkmale im Nanobereich mit Röntgenstrahlen – in einem einzigartigen Aufbau

Wenn Mikroskopiker ihre Proben zerstörungsfrei und in dreidimensionaler Nano-Auflösung charakterisieren wollen, sind sie auf Optiken angewiesen, die für folgende Anforderungen konzipiert sind:

3D-Tomografiedatensätze mit Auflösungen im Nanobereich
Erhöhte Bildqualität
Fokussiereffizienz
Bestmögliches Signal in begrenzter Experimentzeitdauer
Visualisierung von Merkmalen in Proben mit geringer Absorption.

Das Potenzial von Röntgenmikroskopen für hochauflösendes Imaging ist in der Vergangenheit an den Schwierigkeiten der Herstellung robuster, effizienter Röntgenoptiken gescheitert. ZEISS Xradia Ultra nutzt fortschrittliche Optiken aus der Synchrotronforschung. So sind Mikroskopiker in der Lage, die zerstörungsfreie Röntgentechnologie voll auszuschöpfen und 3D-Nano-Imaging direkt im eigenen Labor durchzuführen.

Abbildung des Strahlengangs von ZEISS Xradia Ultra Röntgenmikroskopen.

Ihre Vorteile der Synchrotron-angepassten Architektur:

Reflektierende Kapillarkondensoren entsprechend den Quelleneigenschaften, für ein Imaging mit maximaler Flussdichte
Objektive (z. B. mit Fresnel-Zonenplatten), bei denen patentierte Nanofabrikationstechniken (US 8526575 B1 und US 9640291 B2) die höchste Auflösung und Fokussierungseffizienz für Ihre Forschung bieten
Phasenring für Zernike-Phasenkontrast zur Darstellung von Details bei Proben mit niedriger Absorption
Detektoren mit hohem Kontrast und hoher Effizienz auf der Basis von Szintillatoren, die optisch mit einem CCD-Detektor gekoppelt sind, um das beste Signal in Ihrer begrenzten Versuchszeit zu erhalten
Drehen der Probe zur Erfassung von Abbildungen aus verschiedenen Projektionswinkeln, die dann in einem 3D-Tomografiedatensatz rekonstruiert werden.

Anwendungen

Erfahren Sie, wie Sie Proben aus den verschiedensten Forschungsbereichen abbilden – beispielsweise Material-, Bio- oder Geowissenschaften und vieles mehr.

Weitere Anwendungsbeispiele

Energiematerialien

Porennetzwerk in einem Lithium-Ionen-Akku und simulierte Diffusion durch Kohlenstoff-Binder-Bereich. Abbildung mit Xradia 810 Ultra (Probenbreite 71 µm).

Segmentierte Anodenkomponenten einer Festoxid-Brennstoffzelle, mit Hohlräumen im zentralen Elektrolyt. Abbildung mit Xradia 810 Ultra.

Technische Materialien

Zinkpartikel während der Oxidation bei erhöhten Temperaturen in situ mit dem Norcada-Heiztisch. Abbildung mit ZEISS Xradia 810 Ultra, Partikelgröße 3 µm.

In-situ-Eindringungsversagen unter Druckeinwirkung in einer SiC:BN-Verbundfaser. Abbildung mit Xradia 810 Ultra und Ultra Load Stage (Probenbreite 65 µm).

Polymer- und Weichmaterialien

Elastomer in verschiedenen Kompressionsphasen während eines In-situ-Load-Stage-Experiments (links: unkomprimiert, Mitte: komprimiert, rechts: dekomprimiert). Abbildung mit Xradia 810 Ultra.

Polymermaskenfasern mit segmentierten NaCl-Partikeln zur Quantifizierung der Filterleistung. Abbildung mit Xradia 810 Ultra (Probenbreite 134 µm).

Biowissenschaften

Menschliches Haar im virtuellen Querschnitt mit Poren (schwarz) und Pigmentmelanosomen (weiß) im Inneren. Links äußere Kutikulaschichten sichtbar. Abbildung mit Xradia 810 Ultra im Zernike-Phasenkontrast.

Elastische Lamellen (orange) und zwischenlamellare Bereiche in ungefärbtem Ratten-Arterienwandgewebe. Abbildung mit Xradia 800 Ultra. Bild mit freundlicher Genehmigung von: University of Manchester, Großbritannien (Probenbreite: 90 µm).

Elektronik

Visualisierung und Fehlerprüfung von Kupfer-Mikrobumps und -Verbindungen. Abbildung mit Xradia 800 Ultra (Probenbreite 52 µm).

Mikroprozessor-Metallschicht im 10-nm-Verfahren. Abbildung mit Xradia 800 Ultra.

Geowissenschaften

Segmentierung von Schiefergestein in einzelne Phasen. Abbildung mit Xradia 810 Ultra.

Mikropillar mit Mikroporosität eines mikritischen Kalksteins, extrahiert mit Hilfe eines mehrskaligen Workflows aus petrographischen Dünnschliffen (Probenbreite 50 µm).

Zubehör

Ungefähre Bildauflösung bei In-situ-Prüfungen, nach Probendicke und -transparenz kategorisiert. — Ungefähre Bildauflösung bei *In-situ*-Prüfungen, nach Probendicke und -transparenz kategorisiert. ZEISS Xradia Ultra schließt die Lücke zwischen der Nanometerauflösung bei SEM/TEM (auf Oberflächen-Imaging oder äußerst dünne Proben beschränkt) und der Tomografie im Mikrometermaßstab.

In-situ-Experimente im Nanobereich

Lückenschluss bei der in situ-Prüfung

In der Materialforschung werden Eigenschaften untersucht, die außerhalb der Umgebungsbedingungen oder unter externen Stimuli hervortreten. Wenn Sie mikrostrukturelle Veränderungen beobachten und mit den Eigenschaften des Materials in Zusammenhang bringen müssen, sind In-situ-Prüfverfahren die ideale Lösung. Ebenso wichtig ist es, diese Veränderungen über die Zeit abzubilden und Probenvolumina zu untersuchen, die repräsentativ für die Materialeigenschaften stehen.

Xradia Ultra eignet sich hervorragend für In-situ-Experimente und Imaging im Nanobereich: Es ermöglicht die zerstörungsfreie Abbildung von 3D-Strukturen im Labor an Probengrößen, die die Eigenschaften des Gesamtmaterials abbilden, aber eine Auflösung haben, die den Phänomenen im Nanobereich gerecht wird.

In-situ-Beobachtung von Proben in ihrer nativen Umgebung

Erkennen Sie, wie Verformungsereignisse und Versagen mit den lokalen Merkmalen im Nanobereich zusammenhängen. Durch diese Ergänzung der bestehenden mechanischen Prüfverfahren gewinnen Sie Einblicke in das Verhalten auf verschiedenen Längenskalen. ZEISS Xradia Ultra Load Stage ermöglicht die nanomechanische In-situ-Prüfung – Kompression, Spannung, Eindringung – auf einzigartige Weise mit zerstörungsfreiem 3D-Imaging. So können Sie die Entwicklung der inneren Strukturen in 3D unter Belastung bei einer Auflösung bis hinunter zu 50 nm untersuchen.

Norcada-Heiztisch und Vorspannungstisch für Xradia Ultra

In-situ-Heizexperimente

Untersuchen Sie Materialveränderungen im Nanobereich, z. B. Abbauprozesse, Wärmeausdehnung und Phasenübergänge bei erhöhten Temperaturen. Der Norcada-Heiztisch für ZEISS Xradia Ultra ermöglicht das zerstörungsfreie 3D-Imaging im Nanobereich bei erhöhten Temperaturen. Die MEMS-Heiztechnologie erwärmt die Probe in Luft auf bis zu 500 °C. Ihr flexibles Design ermöglicht es, die Probe zu heizen oder mit derselben Einheit eine elektrische Spannung für die Probe zu erzeugen.

Schnelle, einfache Probenvorbereitung mit LaserFIB

Erreichen Sie rasch Ihre Interessensbereiche, selbst wenn diese tief im Inneren verborgen sind, oder produzieren Sie säulenförmige Proben für Prüfungen mit ZEISS Xradia Ultra oder im Synchrotron. LaserFIB vereint ein ZEISS Crossbeam FIB-SEM mit einem ultrakurz gepulsten Femtosekundenlaser und legt damit die Grundlage für korrelative Workflows auf verschiedenen Längenskalen. Sie können Ihre Interessensbereiche („ROI“) beispielsweise anhand von zuvor aufgenommenen 3D-Röntgenmikroskop-Datensätzen ermitteln und mit dem „Cut-to-ROI“-Workflow gezielt zur weiteren Analyse auswählen. Der Femtosekundenlaser schneidet durch millimeterdickes Material und produziert Proben für die Analyse mit Xradia Ultra. Danach stehen Ihnen die FIB-SEM-Funktionen für Materialabtrag, Tomografie, Imaging und erweiterte Analytik im Nano- und Mikrometerbereich offen.

Festoxid-Brennstoffzelle, aufgenommen mit Xradia Ultra. Probe mit freundlicher Genehmigung von: Colorado School of Mines, USA. — Probe mit freundlicher Genehmigung von: Colorado School of Mines, USA.
Festoxid-Brennstoffzelle, aufgenommen mit Xradia Ultra.

Festoxid-Brennstoffzelle, aufgenommen mit Xradia Ultra. Probe mit freundlicher Genehmigung von: Colorado School of Mines, USA. Probe mit freundlicher Genehmigung von: Colorado School of Mines, USA. — Probe mit freundlicher Genehmigung von: Colorado School of Mines, USA.
Festoxid-Brennstoffzelle, aufgenommen mit Xradia Ultra.

Visualisierungs- und Analyse-Software: ZEISS empfiehlt Dragonfly Pro

Diese fortschrittliche Softwarelösung dient der Analyse und Visualisierung von 3D-Daten, die mit unterschiedlichsten Technologien erhoben wurden, u. a. Röntgenmikroskopie, FIB-SEM und SEM. ORS Dragonfly Pro ist exklusiv über ZEISS erhältlich und bietet ein intuitives, vollständiges und anpassbares Toolkit zur Visualisierung und Analyse großer 3D-Graustufendaten. Darüber hinaus ermöglicht Dragonfly Pro Ihnen die Navigation und Annotation Ihrer 3D-Daten und die Erstellung von Mediendateien einschließlich Videos. Mittels Bildverarbeitung, Segmentierung und Objektanalyse quantifizieren Sie Ihre Ergebnisse.

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Xradia Ultra, Scout-and-Scan-Benutzeroberfläche, Mosaik an Sandgrenzfläche — Einstellen. Laden. Auffinden, Scannen. Ausführen. So einfach ist das. Erfahren Sie, wie die Benutzeroberfläche Sie mühelos durch die Erstellung Ihres Workflows führt.

Effiziente Workflows mit benutzerfreundlicher Software

Steigern Sie Ihre Produktivität mit dem innovativen Scout-and-Scan™ Control System von ZEISS – damit straffen Sie die Proben- und Scaneinrichtung. Die workflowbasierte Benutzeroberfläche führt Sie durch den Prozess: die Ausrichtung der Probe, die Identifizierung von Interessensbereichen und die Einrichtung von 3D-Scans. Mithilfe von Workflows können Sie mehrere Scans derselben Probe konfigurieren, um verschiedene Interessensbereiche abzubilden oder um verschiedene Imaging-Modi zu kombinieren. Das anwenderfreundliche System eignet sich ideal für zentrale Laboreinrichtungen mit Nutzern verschiedener Erfahrungsstufen. Fortgeschrittene Benutzer erhalten mithilfe der integrierten Python-API-Schnittstelle die volle Kontrolle über das Mikroskop und können so benutzerdefinierte Imaging-Aufgaben erstellen oder das Mikroskop in In-situ-Experimente einbinden.