Ultim^®马克斯

传感器领域

Ultim Max具有多个传感器区域选项。更大的传感器区域提供更高的灵敏度，因为他们收集更多的x射线从样本发射。

用同样的条件，Ultim Max 170毫米²探测器将收集比传统的10毫米多17倍的数据²SDD探测器。因此，在同一时间内可以映射多于17倍的样本。

在相同的显微镜条件下，用不同的传感器区域采集x射线图。计数率从88,000cps增加到10毫米²到1,500,000cps的170毫米²．因此，对于相同的数据质量，地图分辨率从128x128像素增加到10毫米²到512x512像素为170毫米²传感器区域，在同一时间显示更多的样本。

低噪声x射线探测

Ultim Max集成了极限电子。开发这些电子器件是为了通过EDS检测锂，并于2012年首次实现(Burgess等人。2013)，并用X-Max Extreme和新的Ultim Extreme无窗探测器来分析锂电池材料。

极限电子为SDD提供最低的噪声信号检测和处理。它们确保了优秀的能量分辨率和光谱质量在高计数率下实现，这是大面积Ultim Max探测器很容易实现的。用100毫米²探测器，在20kV下1nA左右可产生130,000cps，而在MnKα下实现的分辨率通常小于125eV。

FeS在<1nA, 20kV条件下采集的频谱₂使用Ultim Max 100。计数率为130,000cps, MnKα分辨率为124.2 eV。

使用Ultim Extreme采集了锂电池固体电解质中LiAl氧化物的光谱。这与分层x射线图中的橙色区域相对应，其中LiK为黄色，AlL为红色。

Bellows SEM InterfaceBellows SEM接口

所有Ultim Max探测器使用波纹管接口到显微镜。这保证了在探测器插入和收回过程中保持真空完整性。

电动滑

所有Ultim Max探测器都包括一个集成的电动滑梯。这意味着探测器可以使用AZtecLive软件中的软件控制，或使用探测器外壳上的按钮，轻松快速地插入和收回。

定量分析在> 400000 cps

只有Ultim Max探测器和AZtec Live软件的组合，才能在超过400,000cps的情况下提供与低计数率下相同的精确的无标准定量分析结果。

Ultim Max传感器和Extreme电子器件为精确处理和生产具有计数率独立形状和相对峰值强度的频谱所需的信号提供了稳定性和保真度。

AZtecLive包括独特的truu - q技术，需要将此光谱自动转化为可靠的定量结果。truu - q由:

• FLS的-从光谱中去除x射线背景并拟合已识别元素的峰值剖面以计算峰值面积的鲁棒算法，无需任何用户设置。
• QCAL-确定所有元素峰值轮廓的精确位置、分辨率和形状的全新独特方法，为峰值面积和相对于纯元素的强度的计算带来了新的精确度水平(“k比”)。
• XPP-矩阵校正算法将k比转换为元素浓度，已被证明在所有类型的样品上都能给出更准确的结果
• PPC-改进了我们的特殊算法，用于预测成堆的x射线出现在非常高的计数率，并将它们放回光谱中的正确位置

使用Ultim Max 100从Orthoclase标准样品中采集的光谱超过400000 cps。在AZtecLive中使用脉冲叠加校正对原始光谱进行了校正，得到了黄色的光谱。除了去除和峰之外，x射线事件也被替换为正确的能量，校正了真正的特征x射线峰的强度。

从正长石标准样品中收集的400000 cps(黄色)和4000 cps(红色)光谱的比较。

从40000cps和4000cps收集的光谱计算正长石标准的组成。

x射线测绘在>1,000,000CPS

Ultim Max保持了优异的光谱分辨率和信号稳定性，计数率超过100000cps。新的X4脉冲处理器被设计成与Ultim Max一起工作，以这种非常高的速率处理信号，为AZtecLive提供超快的映射。

AZtecLive中的Sub-1秒映射用于实时化学图像，帮助样品导航和特征确认。在1,500,000cps，在短短5秒内收集的x射线地图提供了感兴趣区域元素组成的详细图片，并提供了自动相位分析的足够数据。

x射线图采集自矿物样品在1,500,000cps，持续5秒

尺寸真的很重要

灵敏度最大化需要收集尽可能多的x射线。探测器能收集到的x射线的数量是由它的立体角决定的，立体角与传感器面积成正比，与传感器与样品之间距离的平方成反比。

Ultim Max使用新的创新设计，放置最大的传感器尽可能接近样品。这意味着立体角比上一代X-Max大2倍^N实现了探测器。

在实际使用EDS时，最大化传感器面积和立体角提供了许多重要的好处。福利包括:

• 通过更快地收集相同的数据来最大化生产力
• 通过在同一时间收集更多的数据来最大化灵敏度
• 通过减少样品损坏和污染来最大化样品完整性
• 在x射线测绘时，通过使用较低的光束电流使图像质量最大化
• 通过保持信号在低加速电压下，最大化纳米分析的空间分辨率

10毫米的示意图²170毫米²这表明，随着传感器面积的增加，探测器可以收集的x射线数量也会增加。

与传感器无关的性能

Ultim Max探测器具有保证的光谱分辨率，它与传感器尺寸无关。所有标准规格的探测器都保证在安装和用户操作过程中在130,000cps测量的MnKa下达到127eV或更好。两种传感器尺寸的典型分辨率均优于125eV。所有传感器还具有良好的低能量性能，在碳56eV或更好的保证分辨率，也在130,000cps测量。不需要特殊的操作模式就可以实现这种性能。

这意味着，当选择Ultim Max探测器时，当选择具有较大传感器的探测器时，您不需要接受探测器性能或数据质量方面的任何损失。因此，选择具有较大传感器的探测器将意味着您在不接受任何妥协的情况下获得尺寸的好处。

在相同的显微镜条件下，通过100和170 mm分别采集到Mn光谱²传感器。增加传感器面积意味着更高的计数率，而不影响探测器的分辨率或性能

样品损坏

电子束损伤的主要来源有三种:电子束对试样的电离、电子诱导加热和试样装药。这些损伤机制主要取决于两个因素，电子能量和束电流。为了尽量减少试件的损伤，必须在每种特定类型的试件的电流和电子能量之间达到平衡。

Ultim Max的大传感器尺寸和高灵敏度确保x射线可以在尽可能减少样品束损伤的条件下收集。传感器尺寸可达170毫米²允许使用比传统的10毫米少17倍的光束电流²探测器或工作在更低的电子能量。

电子图像采集自锂电池电解液标本采集前后10分钟EDS图。在5kV电压下，样品被严重损坏。Ultim Max的高灵敏度允许使用2.5kV的电子能量，损伤显著降低。

样品污染

在获取x射线图或高分辨率图像时，长时间暴露于电子束中污染物的积聚一直是一个问题。Ultim Max的大尺寸传感器可以在1/17的时间内收集相同的数据。这将最大限度地减少暴露于电子束，因此最大限度地减少污染量的积累。这确保了你分析的是样品，而不是污染。

纺锤碗样品的电子图像显示，在EDS图采集1分钟和17分钟后，污染物开始积聚。

TruMap

TruMap给出了样本中元素变化的真实情况。它在数据收集过程中实时准确地去除了导致x射线图错误的常见人工因素。因此，只显示出元素的真实空间变化，而不考虑x射线光谱的变化。

在地图上的每个像素处，都要对光谱进行处理，这样x射线背景就会被去除，所有元素的峰值就会被分离。这意味着当光谱中的峰值重叠时，元素信号被正确分离。此外，还消除了由于不同相位背景强度不同而引起的微小元素的明显变化。

当峰重叠时，例如Mn (MnKα)与Cr (CrKb)同时存在时，传统的x射线映射将显示显著误差，因为每个元素的能量窗口中的所有x射线计数都是合并的。

Mn和Cr映射在这个样本中看起来是一样的，然而这是由于Cr信号的主导。TruMap将MnK和CrK分离，在不改变真实Cr变化的情况下显示真实Mn的潜在变化。

突出真实的化学变化

使用SDD探测器以每秒10万或数百万计数的速度收集的x射线图，经常显示大量精细的低强度细节。这个细节更多的是由于x射线背景强度的变化，而不是真正的元素变化。

x射线背景强度与相的平均原子序数有关。相位越重，它发出的背景x射线就越多。因此，氧化物基体中的金颗粒在其存在的地方似乎比在周围基体中具有更高的元素强度。该样品的高计数率x射线图将显示元素周期表中每个元素的明显变化，因为相具有显著不同的平均原子序数。

因此，为了准确地映射低强度信号，必须去除背景信号。TruMap使用truu - q FLS技术，这意味着背景被自动删除，而不需要为每个阶段建模背景。这样就可以确定次要元素的真实变化。

在相同条件下采集的Au, Fe, SiO的x射线能谱₂和BN。用于计算Ti图的能量窗口中的强度(红色)由于不同材料的背景强度不同而差异很大。

样品中微量钛的x射线图。尽管该样品中没有元素与Ti重叠，但TruMap显示传统x射线图存在显著误差，这是由于Cr/Fe颗粒与周围氧化物基体的背景强度变化造成的。

绘制低浓度地图

结合Ultim Max和AZtecLive提供了独特的功能，以映射微小的元素变化。Ultim Max足够灵敏，可以快速提供足够的计数，以实现0.1wt%水平的图像变化的足够精度。由于峰值重叠和背景强度的变化会被TruMap自动准确地删除。

样品中Mn和Ti的TruMaps揭示了WDS证实的微量元素的真实变化。Mn在0 ~ 0.3wt%之间，Ti在0 ~ 0.1wt%之间的变化是清晰可见的。

轻元素分析

对于x射线能量小于1keV的轻元素，计数率因x射线窗口的存在而降低，无论该窗口的材料性质如何。Ultim Max更大的传感器尺寸确保更多的低能x射线在样品中产生被收集。极限电子技术允许更多的低能x射线被计数。这种强大的组合最大限度地提高了对光元素的灵敏度。

对于最终的光元件灵敏度Ultim Extreme使用无窗口操作，以增加高达8倍的光元件灵敏度。

低kV分析

为了提高EDS的空间分辨率，必须降低电子束的入射能量。随着电子降落能量的降低，x射线产生的数量也随之减少。为了克服这个问题，Ultim Max的大传感器尺寸确保在最苛刻的条件下实现最大计数。传感器尺寸为100毫米²170毫米²当你将电子登陆能量从5kV降低到3.5 kV时，可以实现一致的计数率。

对于散装样品的最终空间分辨率，Ultim Extreme允许在电子能量为1.5kV或更低的情况下实现实际计数率。

用恒定的采集时间从去层半导体器件中采集到的N, O和Si的trumap显示出随着入射电子能量的降低而增加的空间分辨率。计数率通过增加立体角保持在低kV，并在Ultim Extreme的情况下使用无窗采集。