Đặc điểm chính
- Thiết kế quang học đồng trục (Co-axial design): Triệt tiêu hiệu ứng đổ bóng (shadowing) và biến dạng tín hiệu, duy trì góc chiếu vuông góc giúp tối ưu khả năng thu nhận chùm ion thứ cấp và truyền dẫn cực lớn.
- Nguồn ion sơ cấp kép đa năng: Tích hợp nguồn Oxygen (RF-plasma) và Cesium (Cs+) cường độ sáng cao, tăng cường đáng kể năng suất ion hóa đối với các nguyên tố có độ âm điện đa dạng từ hydro đến plutonium.
- Thu nhận tín hiệu song song đa kênh: Hệ thống phân tích khối lượng từ tính trang bị 7 đầu dò độc lập (EM/FC) cho phép ghi nhận đồng thời 7 dải khối lượng khác nhau, loại bỏ nhiễu chéo và tối ưu thời gian.
- Độ phân giải không gian siêu việt: Khả năng duy trì chùm tia ổn định (chế độ DC) tạo ra tiêu điểm cực nhỏ <50 nm, giúp định vị và định lượng chính xác các vi lượng tạp chất (dopant) ở cấp độ vật liệu nano.
- Khảo sát mẫu không phá hủy: Tích hợp kính hiển vi quang học tiêu cự ngắn và tính năng điều hướng số Point Logger, hỗ trợ xác định chính xác khu vực quan tâm của mẫu trước khi bắt đầu bắn tia ion.
- Khả năng tự động hóa toàn diện: Toàn bộ quy trình căn chỉnh khẩu độ, khe kẹp (slits) hay chuyển mẫu đều được giám sát qua buồng khóa tải (load-lock) chuẩn chân không siêu cao, quản lý trực tiếp bằng phần mềm máy tính.
Mô tả chi tiết
Công nghệ phân tích SIMS với hệ quang học đồng trục
Trong các hệ thống phân tích khối ion truyền thống, việc chiếu chùm tia ở góc nghiêng thường gây ra hiệu ứng đổ bóng địa hình (shadowing) và gây sai lệch khả năng thu thập tín hiệu. CAMECA NanoSIMS 50L khắc phục triệt để vấn đề này bằng thiết kế quang học đồng trục (co-axial) độc đáo. Hệ thống chiếu chùm ion sơ cấp vuông góc trực tiếp vào bề mặt vật liệu, đồng thời thu nhận chùm ion thứ cấp bật ra ngay trên cùng một trục. Kết hợp với việc không sử dụng thấu kính cản trở, máy duy trì độ truyền dẫn tín hiệu ở mức tối đa ngay cả khi hoạt động ở năng lực phân giải khối lượng cực lớn.
Giải quyết bài toán đo lường đồng vị tại vùng sub-micron
Việc thu thập dữ liệu định lượng trên những hạt tinh thể vi hạt vô cùng nhỏ, bụi vũ trụ hay cấu trúc tế bào sinh học thường gặp cản trở lớn vì ranh giới tín hiệu thấp. NanoSIMS 50L giải quyết bài toán này nhờ sử dụng hệ thống thu nhận 7 khối lượng song song (Multicollection) với các cụm cốc Faraday (Faraday Cup) và bộ nhân quang điện tử (Electron Multiplier). Bằng việc vận hành chùm tia phân tích liên tục (DC mode) thay vì dạng xung như hệ TOF-SIMS, thiết bị giảm thiểu nhiễu tín hiệu và đạt độ lặp lại của tỷ lệ đồng vị (isotope ratio reproducibility) ở mức vài phần mười permil, một tiêu chuẩn cao cấp đối với lĩnh vực y sinh và địa hóa học.
Tự động hóa và mở rộng linh hoạt cho nhiều ứng dụng
Bảo vệ mẫu vật khỏi sự phơi nhiễm môi trường là yếu tố khắt khe trong vi phân tích. NanoSIMS 50L trang bị buồng siêu chân không (UHV) kết hợp trạm khóa tải chuyển tiếp (Load-lock) có khả năng làm sạch bằng trạm bơm turbomolecular riêng biệt. Về mặt mở rộng, hệ thống cho phép tích hợp thêm đầu dò điện tử thứ cấp (SED) để tăng cường độ tương phản hình ảnh địa hình, hoặc bổ sung đầu dò NMR phụ trợ để ổn định từ trường khi đo tỷ lệ Hydrogen. Thiết bị được vận hành toàn diện thông qua nền tảng phần mềm WinImage II trên Windows, có khả năng sao chép màn hình điều khiển từ xa để ngăn chặn tối đa nhiễu động do con người trong phòng lab.