التطبيقات

حيود التشتت الخلفي للإلكترونات (EBSD) هي تقنية مجهرية واسعة الاستخدام في علم المواد. تُحلل هذه التقنية زوايا وفروق طور الإلكترونات المتناثرة الناتجة عن تفاعل عينة مع حزمة إلكترونات عالية الطاقة لتحديد خصائص رئيسية مثل البنية البلورية واتجاه الحبيبات. بالمقارنة مع الطريقة التقليديةستعليب إلكترون ممجهر (المجهر الإلكتروني الماسح)توفر تقنية EBSD دقة مكانية أعلى ويمكنها الحصول على بيانات بلورية على مستوى دون الميكرومتر، مما يوفر تفاصيل غير مسبوقة لتحليل البنية الدقيقة للمواد. خصائص تقنية EBSD يجمع EBSD بين قدرات التحليل الدقيق لـمجهر إلكتروني ناقل (تيم) وقدرات التحليل الإحصائي واسعة النطاق لحيود الأشعة السينية. يشتهر جهاز EBSD بدقة تحليله للبنية البلورية، وسرعة معالجة البيانات، وسهولة تحضير العينات، وقدرته على دمج المعلومات البلورية مع مورفولوجيا البنية الدقيقة في أبحاث علوم المواد. لا يوفر المجهر الإلكتروني الماسح المزود بنظام EBSD معلومات عن مورفولوجيا البنية الدقيقة وتركيبها فحسب، بل يُمكّن أيضًا من تحليل التوجه المجهري، مما يُسهّل عمل الباحثين بشكل كبير. تطبيق EBSD في المجهر الإلكتروني الماسح مكونات نظام EBSD لإجراء تحليل EBSD، يتم استخدام مجموعة من المعدات بما في ذلكسمجهر إلكتروني معلب ويتطلب ذلك نظام EBSD. جوهر النظام هو المجهر الإلكتروني الماسح (SEM)، الذي يُنتج شعاعًا إلكترونيًا عالي الطاقة ويركزه على سطح العينة. عادةً ما يتضمن الجزء المادي من نظام EBSD كاميرا CCD حساسة ونظام معالجة صور. تُستخدم كاميرا CCD لالتقاط صور الإلكترونات المتناثرة، بينما يُستخدم نظام معالجة الصور لإجراء متوسط الأنماط وطرح الخلفية لاستخراج أنماط كيكوتشي واضحة. تشغيل كاشف EBSD الحصول على أنماط كيكوتشي EBSD في المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) سهل نسبيًا. تُمال العينة بزاوية عالية بالنسبة لحزمة الإلكترونات الساقطة لتعزيز الإشارة المرتدة، والتي تستقبلها شاشة فلورية متصل

أصبحت تقنية حزمة الأيونات المركزة (FIB) جزءًا أساسيًا من التطورات التكنولوجية الحديثة، لا سيما في تصنيع أشباه الموصلات والتصنيع النانوي. ورغم شهرة تقنية حزمة الأيونات المركزة، إلا أن تاريخها وتطورها غير معروفين على نطاق واسع.شعاع الأيونات المركز (FIB) هي أداة قطع دقيقة تستخدم عدسات كهرومغناطيسية لتركيز شعاع الأيونات في منطقة صغيرة جدًا.تتضمن تقنية FIB تسريع الأيونات من مصدر أيوني (تستخدم معظم أجهزة FIBs Ga، ولكن بعض الأجهزة تحتوي على مصادر أيونات He وNe) ثم تركيز الشعاع على سطح العينة.مجهر مسح إلكتروني بشعاع أيوني مركّز CIQTEK DB550 (FIB-SEM) أصل تكنولوجيا FIB منذ القرن العشرين، تطورت تقنية النانو بسرعة كمجال ناشئ في العلوم والتكنولوجيا. وتمثل تقنية النانو حاليًا أحد أبرز مجالات التقدم العلمي والتكنولوجي، ولها آثار كبيرة على التنمية الاقتصادية والاجتماعية كاستراتيجية وطنية. تتميز البنى النانوية بخصائص فريدة بفضل وحداتها الهيكلية التي تقترب من طول تماسك الإلكترونات وطول موجة الضوء، مما يؤدي إلى تأثيرات سطحية وواجهة، وتأثيرات حجمية، وتأثيرات حجمية كمومية. كما تتميز بالعديد من الخصائص الجديدة في الإلكترونيات والمغناطيسية والبصريات والميكانيكا، وتتمتع بإمكانات هائلة في تطبيقات الأجهزة عالية الأداء. يتطلب تطوير هياكل وأجهزة نانوية جديدة تطوير تقنيات تصنيع نانوية دقيقة ومتعددة الأبعاد ومستقرة. وتُعد عمليات التصنيع النانوي الدقيق واسعة النطاق، وتتضمن عادةً تقنيات مثل زرع الأيونات، والطباعة الضوئية، والحفر، وترسيب الأغشية الرقيقة. في السنوات الأخيرة، مع اتجاه التصغير في عمليات التصنيع الحديثة، تم تطبيق تقنية حزمة الأيونات المركزة (FIB) بشكل متزايد في تصنيع الهياكل النانوية الدقيقة في مختلف المجالات، لتصبح تقنية لا غنى عنها ومهمة في تصنيع النانو الدقيقة.طُوّرت تقنية FIB بناءً على أنظمة حزم الأيونات التقليدية وحزم الإلكترونات المُركّزة، وهي في جوهرها متطابقة. بالمقارنة مع حزم الإلكترونات، تمسح FIB سطح العينة باستخدام حزمة أيونية مُولّدة من مصدر أيوني بعد التسارع والتركيز. ولأن كتلة الأيونات أكبر بكثير من كتلة الإلكترونات، فإن حتى أخف الأيونات، مثل أيونات الهيدروجين (H+)، تزيد كتلتها عن 1800 ضعف كتلة الإلكترونات. هذا يُمكّن حزمة الأيونات ليس فقط من تحقيق قدرات تصوير وتعريض مُشابهة لحزم الإلكترونات، بل أيضًا من استخدام كتلة الأيون الثقيلة لرش الذرات من الأسطح الصلبة، مما يجعلها أداة معالجة مباشرة. كما يُمكن لـ FIB حثّ الذرات على الترسيب على سطح مادة العينة عن طريق دمجها مع الغازات الكيميائية. لذلك، تُعد FIB أداةً واسعة الاستخدام في التصنيع النانوي الدقيق. تطوير مصادر الأيونات في تطوير تقنية FIB، كان تطوير مصادر الأيونات عالية السطوع أمرًا بالغ الأهمية. وقد أرست مصادر أيونات الغاز المبكرة ومصادر أيونات المعدن السائل (LMIS) أسس تقنية FIB. في عام ١٩٧٤، استخدم سيليجر وفليمنج لأول مرة مصدر أيونات غازية لزرع أيونات بدون قناع ومقاومة التعرض، مؤكدين بذلك إمكانات هذه التقنية. لاحقًا، طور أورلوف وسوانسون مصدر أيونات حقل الغاز، الذي اتسم بدقة عالية ولكنه محدود التطبيقات الصناعية نظرًا لمتطلبات درجات الحرارة المنخفضة. من ناحية أخرى، حقق مصدر أيونات المعدن السائل نجاحًا أكبر بفضل سطوع أيوناته العالي وسهولة تشغيله، مما أرسى الأساس لأنظمة FIB الحديثة القائمة على Ga LMIS. تطبيقات تكنولوجيا FIB تُستخدم تقنية FIB في تطبيقات واسعة، بما في ذلك زراعة الأيونات، والطحن، وكيمياء ال...

يتطلب إنشاء صورة مثالية مزيجًا من المعرفة النظرية والخبرة العملية والتوازن بين عوامل عديدة. قد تواجه هذه العملية بعض التحديات عند استخدام المجهر الإلكتروني. أوصمة العار يُعدّ تصحيح اللابؤرية (الاستجماتيزم) من أصعب عمليات تصحيح اللابؤرية، ويتطلب تدريبًا. الصورة الوسطى في الشكل التالي هي صورة مُركّزة بشكل صحيح بعد تصحيح اللابؤرية. الصورتان اليمنى واليسرى مثالان على تصحيح اللابؤرية الضعيف، مما يؤدي إلى ظهور خطوط ممتدة في الصورة. لتحقيق التصوير الدقيق، يتم إجراء المقطع العرضي للشعاع الإلكترونيجب أن يكون المسبار دائريًا عند وصوله إلى العينة. قد يتشوه المقطع العرضي للمسبار، متخذًا شكلًا بيضاويًا. قد ينجم هذا عن عوامل عدة، مثل دقة التشغيل وعيوب في قطعة القطب المغناطيسي أو لف النحاس في صب الملف المغناطيسي الحديدي. يُسمى هذا التشوه التظليل، وقد يؤدي إلى صعوبة في التركيز. شديد أيُعدّ تصحيح الاستجماتيزم من أصعب تصحيحات الصور، ويتطلب تدريبًا. الصورة الوسطى في الشكل التالي هي صورة مُركّزة بشكل صحيح بعد تصحيح الاستجماتيزم. الصورتان اليمنى واليسرى مثالان على تصحيح استجماتيزم ضعيف، مما يؤدي إلى ظهور خطوط ممتدة في الصورة. يمكن أن تظهر هذه الخطوط على شكل "خطوط" في اتجاه X في الصورة. مع انتقال الصورة من التركيز الناقص إلى التركيز الزائد، ستتغير الخطوط إلى اتجاه Y. عند ضبط التركيز بدقة، تختفي الخطوط، ويمكن تحقيق التركيز الصحيح إذا كان حجم البقعة مناسبًا. عند تكبيرها حوالي 10000 مرة، إذا لم تكن هناك خطوط في أي اتجاه عند ضبط الهدف على التركيز الناقص أو التركيز الزائد، فمن المعتقد عمومًا أنه لا يوجد أوصمة العارفي الصورة. أوصمة العار عادة ما يكون من الممكن إهماله في الصور التي يقل تكبيرها عن 1000 مرة. أفضل طريقة لتصحيح التظليل هي ضبط إزاحات التظليل X وY على الصفر (أي لا أوصمة العار التصحيح) ثم ركّز العينة بأقصى دقة ممكنة. ثم اضبط المحور X أو Y أوصمة العار التحكم (لا يمكن تعديلها في وقت واحد) للحصول على أفضل صورة وإعادة التركيز. تأثيرات الحافة تحدث تأثيرات الحافة بسبب التحسينهـلانبعاث الإكترونعند حواف العينة. تُعزى تأثيرات الحواف إلى تأثير الشكل على توليد الإلكترونات الثانوية، وهي أيضًا سبب محيط الصورة الذي يُنتجه كاشف الإلكترونات الثانوية. تتدفق الإلكترونات بشكل تفضيلي نحو الحواف والقمم وتنبعث منها، مما يؤدي إلى انخفاض شدة الإشارة في المناطق التي يحجبها الكاشف، مثل التجاويف. كما تُعزز الإلكترونات المتناثرة للخلف المنبعثة من منطقة العينة المواجهة للكاشف التباين الطبوغرافي. يمكن أن يُقلل تقليل جهد التسارع من تأثيرات الحواف. تأثيرات الشحن يمكن أن يؤدي التفريغ غير المنضبط للإلكترونات المتراكمة في العينة إلى شحنها، مما يُنتج تشوهات غير مرغوب فيها، خاصةً في صور الإلكترونات الثانوية. عندما يكون عدد الإلكترونات الواردة أكبر من عدد الإلكترونات المنبعثة من العينة، قد تتشكل شحنات سالبة في مواقع اصطدام شعاع الإلكترونات بالعينة. تُسمى هذه الظاهرة "الشحن"، ويمكن أن تؤدي إلى سلسلة من التأثيرات غير الطبيعية، مثل شذوذ التباين، وتشويه الصورة، والانزياح. في بعض الأحيان، قد يُسبب التفريغ المفاجئ للإلكترونات من منطقة مشحونة ومضات ساطعة على الشاشة، مما يجعل التقاط صور العينة ذات التباين الموحد مستحيلاً، أو حتى انفصال عينات صغيرة عن مرحلة العينة. ترتبط شدة تأثيرات الشحن بـ (1) طاقة الإلكترونات و(2) عددها. ترتبط طاقة الإلكترونات بجهد التسارع، لذا فإن خفض جهد التسارع يمكن أن يقلل الشحن. يتأثر ع...

01 2 34567891011121314151617181920 21 2223242526272829303132333435

تعريف وخصائص البلورات: البلورات هي مواد تتكون من الترتيب العادي والدوري للجزيئات (الجزيئات ، الذرات ، أيونات) في الفضاء ثلاثي الأبعاد. يمكن تصنيف البلورات إلى بلورات واحدة و polycrystals. يشتمل تكوين البلورات على عملية الجسيمات التي ترتب نفسها في نمط منتظم. يؤدي الترتيب المنتظم للجزيئات إلى ظهور إطار منظم داخل البلورة ، مما يجعل البلورات الصلبة مع بنية شعرية محددة. تُظهر البلورات أشكالًا هندسية منتظمة ، ولها نقاط ذوبان ثابتة ، وعرض خصائص متباين الخواص مثل القوة الميكانيكية والتوصيل الحراري والتمدد الحراري. البلورات وفيرة في الطبيعة ، ومعظم المواد الصلبة الموجودة في الطبيعة هي بلورات. يمكن أن تتحول الغازات والسوائل والمواد غير المتبلورة إلى بلورات في ظل ظروف مناسبة. يتم استخدام حيود الأشعة السينية بشكل شائع لتحديد ما إذا كانت المادة بلورة أم لا. نقطة انصهار وتوزيع البلورات: يساهم الترتيب المنتظم للذرات في البلورات في نقاط الذوبان والتصلب الثابتة ، وهي ميزة مميزة للبلورات مقارنة بالمواد غير المتبلورة. البلورات متنوعة في التشكل في الطبيعة ، بدءا من المواد الشائعة مثل الملح والسكر ، والمعادن التي تشكل قشرة الأرض ، إلى المعادن ومواد أشباه الموصلات. الإلكترون M

في الآونة الأخيرة ، تم نشر ورقة بحثية بعنوان "تعديل فونوني للاسترخاء الشعري في أطر عمل الجزيئية" من قبل فريق الأبحاث بقيادة صن لي من كلية العلوم بجامعة ويستليك في Nature Communications. الشكل 1: شبكة الترابط الهيدروجين وتعديل فونون للاسترخاء في الشبكة في MQFS استخدم الفريق ciqtek النبض e lectron p aramagnetic r esonance (EPR) S pectroscorcopy x-band epr100

ما هي عملية Rالتبلور P؟ تعد إعادة البلورة ظاهرة مهمة في علم المواد تتضمن استعادة البنية المجهرية للمادة بعد التشوه البلاستيكي. تعتبر هذه العملية ضرورية لفهم خصائص المواد وتحسين تقنيات المعالجة. آليات وCتصنيف Rالتبلور عادةً ما يتم تشغيل عمليات إعادة البلورة عن طريق المعالجة الحرارية أو التشوه الحراري وتتضمن الاسترداد الطبيعي للمواد بعد توليد العيوب أثناء التشوه. تعمل العيوب مثل الخلع وحدود الحبوب على تعزيز تقليل الطاقة الخالية من النظام عند درجات الحرارة المرتفعة من خلال إعادة ترتيب الخلع والإبادة، مما يؤدي إلى تكوين هياكل حبيبية جديدة. يمكن تصنيف إعادة البلورة إلى إعادة بلورة ثابتة (SRX) وإعادة بلورة ديناميكية (DRX). يحدث SRX أثناء عمليات التلدين، بينما يحدث DRX أثناء التشوه الحراري. علاوة على ذلك، يمكن تقسيم إعادة البلورة أيضًا بناءً على آليات محددة، مثل إعادة البلورة الديناميكية المستمرة (CDRX)، وإعادة البلورة الديناميكية المتقطعة (DDRX)، وإعادة البلورة الديناميكية الهندسية (GDRX)، وإعادة البلورة الديناميكية (MDRX). هذه التصنيفات ليست محددة بدقة، وقد يكون للباحثين تفسيرات مختلفة. العوامل المؤثرة على إعادة التبلور تتأثر عملية إعادة البلورة بعوامل مختلفة، بما في ذلك طاقة خطأ التراص (γSFE)، وحجم الحبوب الأولي، وظروف المعالجة الحرارية، وجزيئات المرحلة الثانية. يحدد حجم طاقة خطأ التراص انهيار التفكك والتنقل، مما يؤثر على معدل إعادة التبلور. إن أحجام الحبوب الأولية الأصغر وظروف المعالجة الحرارية المناسبة، مثل درجات الحرارة المرتفعة ومعدلات الإجهاد المنخفضة، تسهل عملية إعادة التبلور. يمكن لجسيمات الطور الثاني أن تؤثر بشكل كبير على عملية إعادة التبلور عن طريق إعاقة حركة حدود الحبوب. تطبيق تقنيات التصوير EBSD وTEM هما من تقنيات التصوير الكلاسيكية المستخدمة في دراسات إعادة البلورة. يقوم EBSD بتحليل التوزيع والنسبة المئوية للحبوب المعاد بلورتها �

تعد مجاهر النقل الإلكترونية(TEM) والمجاهر الإلكترونية الماسحة (SEM) أدوات لا غنى عنها في البحث العلمي الحديث. بالمقارنة مع المجاهر الضوئية، توفر المجاهر الإلكترونية دقة أعلى، مما يسمح بمراقبة ودراسة البنية المجهرية للعينات على نطاق أصغر. يمكن أن توفر المجاهر الإلكترونية صورًا عالية الدقة وعالية التكبير من خلال الاستفادة من التفاعلات بين شعاع الإلكترون والعينة. وهذا يمكن الباحثين من الحصول على معلومات مهمة قد يصعب الحصول عليها من خلال طرق أخرى. ما هو المجهر الأنسب لك؟ عند اختيار تقنية المجهر الإلكتروني المناسبة لاحتياجاتك، يجب مراعاة عوامل مختلفة لتحديد الأنسب. فيما يلي بعض الاعتبارات التي يمكن أن تساعدك على اتخاذ القرار: انبعاث المجال TEM | ث-F120 غرض التحليل: أولاً، من المهم تحديد غرض التحليل الخاص بك. تقنيات المجهر الإلكتروني المختلفة مناسبة لأنواع مختلفة من التحليل. أ. إذا كنت مهتمًا بـ ميزات السطح لالعينة، مثل اكتشاف الخشونة أو التلوث، Sالتعليب Eإلكترون Mالمجهر (SEM) قد يكون أكثر ملاءمة. ب. ومع ذلك، قد يكون المجهر الإلكتروني النافذ (TEM) أكثر ملاءمة إذا كنت تريد فهم البنية البلورية لالعينة أو اكتشاف العيوب الهيكلية أو الشوائب. متطلبات القرار: اعتمادًا على متطلبات التحليل الخاصة بك، قد تكون لديك احتياجات حل محددة. في هذا الصدد، تتمتع TEM عمومًا بدقة أعلى وإمكانية مقارنة بـ SEM. إذا كنت بحاجة إلى إجراء تصوير عالي الدقة، خاصة لمراقبة الهياكل الدقيقة، فقد يكون TEM أكثر ملاءمة. Sالعينة التحضير: أحد الاعتبارات المهمة هو مدى تعقيد تحضير العينة . أ. تتطلب عينات SEM الحد الأدنى من التحضير أو لا تتطلب أي تحضير على الإطلاق، كما يسمح SEM بمزيد من المرونة في حجم العينة ، حيث يمكن تركيبها مباشرة على العينة مرحلة للتصوير. ب. في المقابل، تعد عملية تحضير العينة لـ TEM أكثر تعقيدًا وتتطلب مهندسين ذوي خبرة للعمل. يجب أن تكون عينات TEM رقيقة للغاية، وعادة ما تكون أقل