Famille ZEISS Xradia Ultra

Imagerie par rayons X à l'échelle nanométrique : explorez à la vitesse de la science

Si la nanotomographie par rayons X synchrotron permet d'obtenir une imagerie 3D non destructive à l'échelle nanométrique, il faut alors appliquer un temps de faisceau très limité. Que diriez-vous de ne plus avoir à attendre le temps de synchrotron ? Imaginez disposer de capacités synchrotron dans votre laboratoire. Avec la famille ZEISS Xradia Ultra, découvrez les microscopes à rayons X 3D non destructifs (XRM). Grâce à la résolution à l'échelle nanométrique, vous obtiendrez des images à la qualité comparable à celle d'un synchroton. Deux modèles sont disponibles : ZEISS Xradia 810 Ultra et ZEISS Xradia 800 Ultra, conçus pour offrir une qualité d'image optimale pour vos applications les plus fréquentes. Vos recherches exigeantes méritent l'excellence en matière de qualité d'image et une fiabilité du système : l'architecture du Xradia Ultra utilise une technologie avancée d'optique à rayons X adaptée du synchrotron à un instrument de laboratoire. Obtenez des résultats de nanotomographie de synchrotron dans votre laboratoire, à des moments opportuns pour vous. Avec l'imagerie radiographique 3D à l'échelle nanométrique, accélérez vos travaux de recherche scientifique sur les matériaux, les sciences de la vie, les ressources naturelles et les applications industrielles.

Avantages :

Imagez vos échantillons de manière non destructive dans leur environnement naturel. Préservez votre échantillon pour d'autres modalités en utilisant des flux de travail corrélatifs ou réalisez des expériences in situ en 3D uniques.
Grâce à une résolution spatiale réduite à 50 nm et des tailles de voxel de 16 nm, obtenez plus d'informations et résolvez les détails les plus fins grâce à l'imagerie par rayons X 3D à l'échelle nanométrique.
Étudiez l'évolution microstructurale avec des expériences in situ en 3D et 4D.
Caractérisez vos spécimens de manière exhaustive : quantifiez les nanostructures mesurées et alimentez la modélisation avec les données obtenues.
Explorez simultanément tous types d'échantillons, tels que les matériaux durs et mous, et améliorez la qualité des images grâce à l'absorption et au contraste de phase Zernike.
Présélectionnez vos échantillons avant de vous rendre au synchrotron pour tirer le meilleur parti de votre allocation de temps de faisceau.

Points forts

Optimisez vos recherches grâce à l'imagerie non destructive à l'échelle nanométrique

Exploitez l'imagerie non destructive unique pour observer en 3D les phénomènes nanométriques dans leur environnement naturel.
Bénéficiez du seul instrument qui comble le fossé entre les XRM à résolution submicronique (par ex. ZEISS Xradia Versa) et l'imagerie 3D à plus haute résolution, mais destructive, notamment les FIB-SEM.
Utilisez des solutions in situ intégrées pour une imagerie par rayons X 3D / 4D non destructive de pointe dans votre laboratoire, avec une résolution réduite à 50 nm et une taille de voxel de 16 nm.
Accélérez vos recherches en ajoutant ces capacités uniques à votre portefeuille analytique.

Les optiques ZEISS Xradia Ultra ont un pedigree synchrotron qui vous offre une imagerie à l'échelle nanométrique, un contraste supérieur et une accessibilité en laboratoire.

Tranche reconstruite en 2D d'une aiguille de pin

Mode de contraste de phase Zernike (ZPC)

Contraste d'absorption

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Tranche reconstruite en 2D d'une aiguille de pin

Mode de contraste de phase Zernike (ZPC)

contraste d'absorption

Un contraste et une image de qualité supérieure

Observez les défauts en 3D sans détruire votre échantillon ni altérer les données avec des artefacts de tranchage.
Grâce à l'absorption et le contraste de phase Zernike, révélez les détails avec la meilleure qualité de contraste et d'image possible. Combinez les données des deux modes pour révéler des caractéristiques qu'un seul contraste n'aurait jamais pu atteindre.
Xradia 810 Ultra et Xradia 800 Ultra visent tous deux une qualité d'image optimale pour vos applications les plus fréquentes. La version qui vous convient le mieux dépend du type de matériau pour lequel vous souhaitez un contraste, un débit et une pénétration du matériau optimaux.
Grâce à Xradia Ultra, bénéficiez d'une imagerie par rayons X à l'échelle nanométrique avec des capacités de type synchrotron.

Repoussez les limites de votre laboratoire

Obtenez un nouveau niveau de compréhension grâce à des capacités de type synchrotron. Supprimez les obstacles à l'accès aux installations de synchrotrons. Obtenez des aperçus 3D équivalents à l'échelle nanométrique à des moments opportuns pour vous, dans votre propre laboratoire.
Réalisez des études 4D et in situ jusqu'alors impossibles avec l'imagerie en laboratoire.
Réalisez des essais mécaniques, thermiques, électrochimiques et environnementaux in situ.
Utilisez des flux de travail corrélatifs et connectez-vous à d'autres modalités (par ex. ZEISS Xradia Versa, ZEISS Crossbeam, analyses). Servez un large éventail d'utilisateurs d'installations d'imagerie grâce à une interface utilisateur rationalisée comprenant une API Python dédiée.

Structure de nanoréseau imprimée en 3D, imagée en contraste de phase Zernike avant les expériences de compression in situ. Échantillon : avec l'aimable autorisation de R. Schweiger, KIT, DE.

Technologie

Résolvez des caractéristiques à l'échelle nanométrique avec des rayons X et une configuration unique.

Les microscopistes désireux d'obtenir une résolution nanométrique non destructive en 3D pour caractériser leurs spécimens de manière exhaustive ont besoin d'optiques leur fournissant :

des ensembles de données tomographiques 3D à des résolutions nanométriques ;
une qualité d'image améliorée ;
une efficacité de la mise au point ;
un meilleur signal dans un temps expérimental limité ;
une visualisation des caractéristiques dans les spécimens à faible absorption.

Historiquement, le développement de microscopes à rayons X susceptibles de concrétiser le potentiel des techniques d'imagerie à haute résolution a été entravé par la difficulté de fabriquer des optiques à rayons X suffisamment robustes et efficaces. ZEISS Xradia Ultra utilise des optiques avancées adaptées à la recherche synchrotron pour que vous puissiez exploiter pleinement la nature non destructive des rayons X et réaliser une imagerie 3D à l'échelle nanométrique dans votre laboratoire.

Profitez des avantages de l'architecture adaptée au synchrotron en utilisant :

des condensateurs capillaires réfléchissants correspondant aux propriétés de la source pour obtenir une image à la densité de flux maximale ;
des objectifs à plaque à zone de Fresnel qui, associés à des techniques de nanofabrication brevetées; permettent d'obtenir des optiques présentant les meilleures résolution et efficacité de focalisation pour vos recherches ;
un anneau de phase pour le contraste de phase Zernike afin de visualiser les détails dans les spécimens à faible absorption ;
des détecteurs à haut contraste et à grande efficacité basés sur des scintillateurs, couplés optiquement à un détecteur CCD pour vous donner le meilleur signal dans votre temps expérimental limité ;
la possibilité, au fur et à mesure de la rotation du spécimen, de collecter des images sur un éventail d'angles de projection, et de les reconstruire en un ensemble de données tomographiques 3D.

Résolvez des caractéristiques à l'échelle nanométrique avec des rayons X et une configuration unique.

Trajet du faisceau

Exemples d'application

Famille ZEISS Xradia Ultra

Matériaux énergétiques

Réseau de pores de la cathode d'une batterie lithium-ion et diffusion simulée à travers le domaine du liant carbone.

Composants de l'anode d'une pile à combustible à oxyde solide segmentés avec des vides visibles dans l'électrolyte central.

Matériaux d'ingénierie

Particule de zinc subissant une oxydation à température élevée in situ à l'aide de la platine chauffante Norcada. Image réalisée avec ZEISS Xradia 810 Ultra, taille des particules 3 µm.

Rupture par indentation compressive in situ dans une fibre composite SiC:BN.

Polymères et matériaux mous

Élastomère à différents stades de compression lors d'une expérience de chargement in situ. (À gauche : non compressé, au centre : compressé, à droite : décompressé.)

Fibres de masque en polymère avec des particules de NaCl segmentées pour quantifier l'efficacité du filtrage.

Sciences de la vie

Image virtuelle en coupe transversale d'un cheveu humain avec des pores (noirs), et des mélanosomes pigmentaires (blancs) visibles à l'intérieur. Les couches extérieures de la cuticule sont visibles à gauche.

Lamelles élastiques (orange) et régions interlamellaires visualisées dans un tissu non coloré de paroi artérielle de rat.

Électronique

Visualisation et inspection des défauts de microbosses et d'interconnexions en cuivre.

Couche métallique de microprocesseur en procédé 10 nm.

Sciences de la terre

Segmentation de la roche de schiste en phases constitutives.

Micropilier de la microporosité du carbonate micritique, extrait à l'aide d'un flux de tâches multi-échelle à partir d'une coupe mince pétrographique.

Accessoires

Expériences in situ à l'échelle nanométrique

Comblez le fossé des tests in situ

La recherche sur les matériaux vise à étudier les propriétés qui apparaissent dans des conditions non ambiantes ou sous l'effet de stimuli externes. Si vous cherchez à observer les changements microstructuraux et à les relier aux performances du matériau, les méthodes d'essai in situ vous permettent d'atteindre cet objectif. Il est tout aussi important d'imager ces changements en direct et d'étudier des volumes d'échantillons représentatifs des propriétés en vrac.

Particulièrement adapté aux expériences in situ et à l'imagerie à l'échelle nanométrique, Xradia Ultra vous permet d'imager des structures 3D de manière non destructive, en laboratoire, sur des échantillons de taille représentative des propriétés en vrac, mais dont la résolution correspond aux phénomènes à l'échelle nanométrique.

Résolution d'imagerie approximative pour les tests in situ, classement par épaisseur et transparence de l'échantillon. ZEISS Xradia Ultra comble le fossé entre la résolution nanométrique du MEB/TEM (limitée à l'imagerie de surface ou aux échantillons extrêmement fins) et la tomographie à l'échelle du micromètre.

Observez vos spécimens in situ dans leur environnement naturel

Comprenez comment les événements de déformation et les défaillances sont liés aux caractéristiques locales à l'échelle nanométrique. En complétant les méthodes d'essais mécaniques existantes, obtenez des informations sur le comportement à plusieurs échelles de longueur. ZEISS Xradia Ultra Load Stage réalise des tests nanomécaniques in situ (compression, tension, indentation) uniques, en utilisant l'imagerie 3D non destructive. Étudiez ainsi l'évolution des structures intérieures en 3D, sous charge, jusqu'à une résolution de 50 nm.

Réalisez des expériences de chauffage in situ

Étudiez les changements de matériaux à l'échelle nanométrique tels que les processus de dégradation, l'expansion thermique et les transitions de phase à des températures élevées. La platine chauffante Norcada pour ZEISS Xradia Ultra permet une imagerie 3D non destructive à l'échelle nanométrique à des températures d'échantillon élevées. La technologie de chauffage MEMS chauffe les échantillons dans l'air jusqu'à 500 °C. Sa conception flexible permet de chauffer l'échantillon ou de le polariser avec la même unité.

Laser ZEISS Crossbeam

Profitez du LaserFIB pour préparer les échantillons rapidement et en toute simplicité

Même si vos régions d'intérêt (ROI) sont profondément enfouies, accédez-y rapidement ou produisez facilement des échantillons en forme de piliers pour effectuer des tests avec ZEISS Xradia Ultra ou au synchrotron. Utilisez le LaserFIB qui combine un FIB-SEM ZEISS Crossbeam avec un laser femtoseconde (fs) à impulsions ultra-brèves pour des flux de travail corrélatifs sur plusieurs échelles de longueur. Trouvez vos ROI, par exemple à partir d'ensembles de données de microscopie à rayons X 3D précédemment acquis et ciblez-les pour une analyse plus approfondie à l'aide du flux de tâches Cut-to-ROI. Utilisez le laser fs pour découper des millimètres de matériau et produire des échantillons à analyser avec Xradia Ultra. Ensuite, exploitez les capacités du FIB-SEM pour le fraisage à l'échelle nanométrique et micrométrique, la tomographie, l'imagerie et les analyses avancées.

Logiciel

Créez des flux de travail efficaces grâce à un logiciel convivial

Boostez votre productivité avec le système de contrôle innovant ZEISS Scout-and-Scan™ – rationalisez la configuration des échantillons et des scans. L'interface utilisateur basée sur le flux de tâches vous guide tout au long du processus d'alignement de l'échantillon, de recherche de régions d'intérêt et de configuration des scans 3D. Grâce aux recettes, configurez plusieurs scans du même échantillon pour imager diverses régions d'intérêt ou combiner différents modes d'imagerie. Ce système facile à utiliser est idéal pour un environnement de laboratoire central dont les utilisateurs ont parfois des niveaux d'expérience très variés. Les utilisateurs avancés obtiennent un contrôle total du microscope pour des tâches d'imagerie personnalisées ou l'intégration dans des expériences in situ à l'aide d'une API Python intégrée.

Paramétrez. Chargez. Explorez, scannez. Exécutez. C'est aussi simple que cela. Laissez l'interface utilisateur graphique vous guider dans la création de votre flux de tâches sans effort.

ZEISS recommande Dragonfly Pro d'Object Research Systems (ORS)

Une solution logicielle d'analyse et de visualisation avancée pour vos données 3D acquises avec différentes technologies, notamment les rayons X, le FIB-SEM, le MEB et la microscopie à hélium ionisé. Disponible exclusivement chez ZEISS, ORS Dragonfly Pro propose une boîte à outils intuitive, complète et personnalisable pour la visualisation et l'analyse de larges volumes de données 3D en niveaux de gris. Dragonfly Pro permet la navigation, l'annotation, la création de fichiers médias, y compris la production de vidéos, à partir de vos données 3D. Effectuez un traitement d'image, une segmentation et une analyse d'objet pour quantifier vos résultats.

Adaptez les outils optimaux à votre flux de tâches : choisissez des plug-ins qui vous permettent de contrôler l'enregistrement, de cartographier les différences et de personnaliser l'apparence. Image de pile à combustible à oxyde solide réalisée sur Xradia Ultra.

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Adaptez les outils optimaux à votre flux de tâches : choisissez des plug-ins qui vous permettent de contrôler l'enregistrement, de cartographier les différences et de personnaliser l'apparence.