Thermo Scientific ESCALAB QXi

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Il ESCALAB QXi X-Ray Photoelectron Spectroscopy Microprobe di Thermo Fisher Scientific rappresenta il top di gamma nell’analisi superficiale ad alta risoluzione. Questo sistema all’avanguardia combina sensibilità spettrale eccezionale con imaging quantitativo e capacità multi-tecnica avanzate, stabilendo nuovi standard di prestazioni nella caratterizzazione dei materiali.

Innovazione Tecnologica e Flessibilità Configurabile

L’ESCALAB QXi si distingue per la sua architettura espandibile e ottimizzata, progettata per soddisfare i requisiti di ricerca più esigenti. Il sistema offre prestazioni XPS eccellenti sia per spettroscopia ad alta risoluzione che per imaging quantitativo, con la flessibilità di essere configurato secondo le specifiche esigenze sperimentali.

La filosofia multi-tecnica del sistema va oltre la tradizionale spettroscopia XPS, integrando come standard multiple tecniche analitiche complementari. Questa versatilità permette ai ricercatori di ottenere informazioni complete sulle proprietà superficiali, dalla composizione elementare alle caratteristiche elettroniche e strutturali.

Prestazioni di Imaging Senza Precedenti

Il cuore tecnologico dell’ESCALAB QXi risiede nel suo sistema dual detector unico, che consente imaging XPS parallelo con eccellente risoluzione spaziale. Questa innovazione permette di:

• Localizzare rapidamente le caratteristiche di interesse sul campione
• Mappare la distribuzione elementale e chimica con precisione micrometrica
• Correlare informazioni spettroscopiche e topografiche in tempo reale
• Ottimizzare i tempi di analisi mantenendo qualità elevata dei dati

Il sistema può produrre spettri di alta qualità in pochi secondi, grazie alla sensibilità estrema dell’architettura ottica ed elettronica ottimizzata.

Specifiche Tecniche Avanzate

Sistema Monocromatore Twin-Crystal

L’ESCALAB QXi incorpora un monocromatore twin-crystal micro-focusing con cerchio di Rowland da 500 mm, che utilizza un anodo Al standard. Il sistema offre la possibilità di upgrade con dual monochromator per commutazione automatica tra sorgente Al (XPS) e Ag (HAXPES), espandendo significativamente le capacità analitiche.

Caratteristiche della sorgente X-ray:

• Spot size selezionabile: 200 μm – 900 μm
• Monocromatore: Twin-crystal micro-focusing
• Sorgenti disponibili: Al Kα (standard), Al/Ag (opzionale per HAXPES)
• Cerchio di Rowland: 500 mm per ottima risoluzione energetica

Sistema Analizzatore e Rivelatori

Il sistema lente-analizzatore è ottimizzato per spettroscopia e imaging parallelo, con un singolo percorso che permette l’uso degli stessi parametri strumentali (energia di passaggio) per entrambe le modalità.

Configurazione dual detector:

• Rivelatore spettroscopico: Ottimizzato per analisi elementali ad alta risoluzione
• Rivelatore imaging: Coppia di channel plates con rivelatore continuo position-sensitive
• Compensazione carica: Sorgente elettronica coassiale + flood source dual-beam

Sistema di Profilazione in Profondità

L’ESCALAB QXi offre due opzioni avanzate per profilazione rapida ad alta risoluzione:

1. EX06 Ion Gun (standard): Ottimizzato per sputtering con ioni monoatomici e spettroscopia ISS
2. MAGCIS Dual Beam Ion Source (opzionale): Sorgente ionica avanzata per:
   • Profilazione con ioni monoatomici
   • Profilazione con cluster ionici
   • Spettroscopia di scattering ionico

Specifiche del Sistema Vacuum

• Vuoto camera di analisi: < 5 × 10⁻¹⁰ mbar
• Schermatura magnetica: Camera costruita in mu-metal da 5 mm
• Sistema di pompaggio: Pompa turbomolecolare + pompa a sublimazione titanio
• Camera Preploc: Sistema combinato entry-lock e preparazione campioni

Piattaforma Campioni e Automazione

• Controllo assi: Tutti i movimenti controllati da software Avantage
• Sistema auto-exchange: Scambio automatico campioni tra camera preparazione e load-lock
• Video camera: Sistema digitale ad alta risoluzione allineato con posizione di analisi
• Localizzazione features: Imaging XPS parallelo per identificazione aree di interesse

Capacità Multi-Tecnica Integrate

Tecniche Standard Incluse

• XPS: Spettroscopia fotoelettronica raggi X ad alta risoluzione
• ISS: Spettroscopia di scattering ionico per analisi del primo strato atomico
• REELS: Spettroscopia di perdita energetica elettroni riflessi per proprietà ottiche

Opzioni Analitiche Avanzate

Il sistema può essere configurato con tecniche aggiuntive:

• HAXPES: Spettroscopia fotoelettronica ad alta energia per analisi in profondità
• UPS: Spettroscopia fotoelettronica UV per proprietà elettroniche
• AES: Spettroscopia elettroni Auger per analisi elementale
• Raman: Spettroscopia vibrazionale per caratterizzazione strutturale
• IPES: Spettroscopia fotoelettronica inversa per studi della struttura elettronica

Software Avantage: Controllo Remoto e Analisi Avanzata

Il software Thermo Scientific Avantage fornisce controllo completo di tutte le funzioni analitiche, permettendo:

• Controllo remoto: Esecuzione completa delle analisi da postazione esterna
• Knowledge View: Sistema tutorial e materiale di riferimento integrato
• Processamento dati: Algoritmi avanzati per analisi multi-tecnica
• Reportistica automatica: Generazione di report professionali standardizzati

Tabella Comparativa Strumenti XPS Thermo Scientific

CaratteristicaXPS Large-areaXPS Small-areaXPS ImagingSnapMapCompensazione carica isolantiSorgente ionica profilingXPS angolo-dipendenteTrasferimento automatico campioniSpettroscopia RamanREELSISS/LEISUPSHAXPESAESIPESSistema dual detector

K-Alpha System	NEXSA G2 System	ESCALAB QXi
✓	✓	✓
✓	✓	✓
✓	✓	✓ Alta risoluzione
✓	✓	–
✓	✓	✓
✓	✓	✓
Opzionale	Opzionale	✓ Standard
✓	✓	Opzionale
Opzionale	✓ Integrata	✓ Opzionale
Opzionale	✓ Standard	✓ Standard
Opzionale	✓ Standard	✓ Standard
Opzionale	✓ Integrata	✓ Opzionale
–	Opzionale	✓ Dual monochromator
Opzionale	–	✓ Opzionale
–	–	✓ Opzionale
–	–	✓ Unico

Sistema di Preparazione Campioni Preploc

La camera Preploc standard rappresenta un sistema innovativo che combina funzioni di entry-lock e preparazione campioni. Include porte per:

• Sistemi di riscaldamento e raffreddamento: Per studi in temperatura controllata
• Sorgenti ioniche: Per pre-trattamento superficiale
• Celle ad alta pressione: Per esperimenti in condizioni controllate
• Sistema parking campioni: Per gestione multipla dei campioni
• Ammissione gas: Per trattamenti in atmosfera controllata

Calibrazione e Validazione

Il sistema include un blocco campioni di calibrazione con campioni di rame, argento e oro per:

• Valutazione della sensibilità strumentale
• Impostazione linearità scala energetica analizzatore
• Calibrazione sorgente ionica
• Allineamento monocromatore X-ray
• Determinazione funzione di trasmissione analizzatore

Applicazioni Specialistiche

Ricerca sui Materiali Avanzati

L’ESCALAB QXi eccelle nelle applicazioni che richiedono massima risoluzione spaziale e sensibilità:

• Caratterizzazione interfacce nei dispositivi microelettronici
• Analisi difetti e contaminazioni superficiali
• Studio proprietà elettroniche di materiali 2D
• Caratterizzazione coating funzionali nanometrici

Imaging Quantitativo

Le capacità di imaging ad alta risoluzione sono ideali per:

• Mappatura composizionale di materiali eterogenei
• Analisi distribuzione elementi in thin films
• Studio segregazione chimica in leghe
• Caratterizzazione uniformità trattamenti superficiali

Studi HAXPES

L’opzione dual monochromator per HAXPES permette:

• Analisi di strati sepolti senza sputtering
• Studio interfacce a profondità maggiori (10-20 nm)
• Caratterizzazione bulk properties superficiali
• Riduzione effetti di danneggiamento da fascio

Vantaggi Competitivi

Sensibilità estrema: Produzione di spettri di alta qualità in secondi Risoluzione spaziale: Sistema dual detector unico per imaging parallelo XPS Flessibilità configurabile: Architettura espandibile per esigenze specifiche Controllo remoto: Gestione completa via software per operazioni automatizzate Multi-tecnica integrata: ISS e REELS standard, opzioni HAXPES, AES, UPS, Raman, IPES

Supporto e Servizi Specializzati

Thermo Scientific fornisce supporto dedicato per l’ESCALAB QXi:

• Installazione e commissioning specialistico
• Training multi-livello per operatori avanzati
• Supporto metodologico per applicazioni complesse
• Manutenzione preventiva e calibrazioni certificate
• Upgrade tecnologici e configurazioni personalizzate