With growing complexity and ever higher standards of reliability, quality control and assurance of manufactured parts have become increasingly more vital in modern industry. A critical aspect of quality regulation is failure analysis, which provides insight into the root cause of the component/material failure, establishing metrics for quality control during the manufacturing process, and enforcing 3rd-party quality requirements. Since component failure is often a direct result of numerous small, microscopic defects, their multi-scale observation and quantification is the only way to obtain the accurate characterization needed for root cause determination.

Thermo Fisher Scientific offers a range of tools for monitoring consistency through the holistic identification and study of defects, faults, and failures. For the analysis of large volumes, X-ray microtomography (microCT) is a non-destructive technique that generates 3D reconstructions of samples with micrometer resolution. Essentially identical to familiar hospital CAT scan technology, microCT provides a practical overview of the material for defect localization and isolation. These can subsequently be extracted and analyzed further by higher-resolution techniques, such as electron microscopy (EM).

With EM, structural details down to the nanometer scale become available. This allows for precise characterization of microscopic defects or nanoscale deviations from process specifications that could not be observed with other tools. With this information in hand, engineers and researchers can enact quality improvements in the earliest stages of defect formation.

Not only does electron microscopy offer unparalleled structural detail, but the technique also has the added benefit of elemental analysis. This method, called energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS, EDX, or XEDS), is made possible by the X-rays emitted from the sample surface during electron bombardment. The X-ray spectra are characteristic of the material they originate from, whereas the intensity of the peaks corresponds to concentration. This signal can be linked to a position on the EM image for elemental insight of observed defects. In fact, Thermo Scientific ChemiSEM Technology even features live EDX analysis, which automatically colors greyscale electron micrographs, granting instant chemical context for observed faults and defects.

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Resources

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Samples


Recherche sur les batteries

Le développement de batteries est possible grâce à une analyse multi-échelle avec la microCT, la SEM et la TEM, la spectroscopie Raman, la XPS ainsi que la visualisation et l’analyse 3D numériques. Découvrez comment cette approche fournit les informations structurelles et chimiques nécessaires à l’amélioration des batteries.

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Nanoparticules

Les matériaux possèdent des propriétés fondamentalement différentes à l’échelle nanométrique par rapport à l’échelle macroscopique. Pour les étudier, les instruments de S/TEM peuvent être associés à la spectroscopie à rayons X à dispersion d’énergie pour obtenir des données de résolution à l’échelle du nanomètre, voire inférieure au nanomètre.

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Recherche sur les métaux

La production efficace de métaux nécessite un contrôle précis des inclusions et des précipités. Nos outils automatisés peuvent effectuer toute une série de tâches essentielles à l’analyse des métaux, notamment le comptage des nanoparticules, l’analyse chimique par EDS et la préparation des échantillons par TEM.

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Recherche dans le domaine de la catalyse

Les catalyseurs sont essentiels pour la majorité des processus industriels modernes. Leur efficacité dépend de la composition microscopique et de la morphologie des particules catalytiques ; l’EM avec l’EDS est parfaitement adaptée à l’étude de ces propriétés.

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Recherche sur les polymères

La microstructure des polymères détermine les caractéristiques et les performances globales du matériau. La microscopie électronique permet une analyse complète à échelle microscopique de la morphologie et de la composition des polymères pour les applications de recherche et développement (R&D) et de contrôle de la qualité.

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Matériaux 2D

La recherche sur les nouveaux matériaux s’intéresse de plus en plus à la structure des matériaux à faible dimension. La microscopie électronique à transmission et balayage avec correction de sonde et monochromation permet une imagerie en deux dimensions haute résolution des matériaux.

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Tests de matériaux automobiles

Chaque composant d’un véhicule moderne est conçu pour assurer la sécurité, l’efficacité et les performances. La caractérisation détaillée des matériaux automobiles à l’aide de la spectroscopie et de la microscopie électronique éclaire les décisions critiques concernant les processus, les améliorations des produits et les nouveaux matériaux.

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Techniques

Préparation des échantillons par (S)TEM

Les microscopes DualBeam permettent la préparation d’échantillons ultra-fins de haute qualité pour l’analyse par (S)TEM. Grâce à l’automatisation avancée, les utilisateurs disposant de n’importe quel niveau d’expérience peuvent obtenir des résultats de niveau expert pour une large gamme de matériaux.

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Caractérisation des matériaux 3D

Le développement de matériaux nécessite souvent une caractérisation 3D multi-échelle. Les instruments DualBeam permettent la coupe en série de grands volumes et l’imagerie par SEM subséquente à l’échelle du nanomètre, qui peut être traitée en reconstructions 3D de haute qualité de l’échantillon.

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Analyse élémentaire par EDS

L’EDS fournit des informations de composition essentielles aux observations du microscope électronique. Nos systèmes de détection Super-X et Dual-X uniques offrent en particulier des options supplémentaires pour un débit et/ou une sensibilité améliorés, ce qui vous permet d’optimiser l’acquisition de données pour répondre à vos priorités de recherche.

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Tomographie par EDS 3D

La recherche moderne sur les matériaux dépend de plus en plus de l’analyse à l’échelle nanométrique en trois dimensions. La caractérisation 3D, y compris les données de composition pour un contexte chimique et structurel complet, est possible grâce à la spectroscopie à rayons X à dispersion d’énergie et l’EM 3D.

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ColorSEM

Grâce à l’utilisation de l’EDS en direct (spectroscopie à rayons X à dispersion d’énergie) et de la quantification en direct, la technologie ColorSEM transforme l’imagerie par SEM en technique de couleur. Tout utilisateur peut désormais acquérir des données élémentaires en continu pour obtenir des informations plus complètes que jamais.

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Coupe transversale

La coupe transversale donne des informations supplémentaires en révélant des informations sur les sous-surfaces. Les instruments DualBeam sont dotés de colonnes à faisceau d’ions focalisé supérieures pour une coupe transversale de haute qualité. Grâce à l’automatisation, un traitement sans surveillance à haut débit des échantillons est possible.

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Expérimentation in situ

L’observation directe en temps réel des changements microstructurels par microscopie électronique est nécessaire pour comprendre les principes sous-jacents des processus dynamiques tels que la recristallisation, la croissance des grains et la transformation de phase pendant le chauffage, le refroidissement et l’humidification.

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Analyse des particules

L’analyse des particules joue un rôle essentiel dans la recherche sur les nanomatériaux et le contrôle de la qualité. La résolution à l’échelle du nanomètre et l’imagerie supérieure de la microscopie électronique peuvent être associées à des logiciels spécialisés pour la caractérisation rapide des poudres et des particules.

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Cathodoluminescence

La cathodoluminescence (CL) décrit l’émission de lumière à partir d’un matériau lorsqu’il est excité par un faisceau d’électrons. Ce signal, capturé par un détecteur CL spécialisé, contient des informations sur la composition de l’échantillon, les défauts cristallins ou les propriétés photoniques.

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Analyse multi-échelle

Les nouveaux matériaux doivent être analysés à une résolution toujours plus élevée tout en conservant le contexte plus large de l’échantillon. L’analyse multi-échelle permet d’établir une corrélation entre divers outils et modalités d’imagerie tels que la microCT à rayons X, le DualBeam, le PFIB laser, la SEM et la TEM.

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Flux de travail de particules automatisé

Le flux de travail de nanoparticules automatisé (APW) est un flux de travail de microscope électronique à transmission pour l’analyse des nanoparticules, offrant une grande surface, une imagerie haute résolution et une acquisition de données à l’échelle nanométrique, avec un traitement à la volée.

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Préparation des échantillons par (S)TEM

Les microscopes DualBeam permettent la préparation d’échantillons ultra-fins de haute qualité pour l’analyse par (S)TEM. Grâce à l’automatisation avancée, les utilisateurs disposant de n’importe quel niveau d’expérience peuvent obtenir des résultats de niveau expert pour une large gamme de matériaux.

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Caractérisation des matériaux 3D

Le développement de matériaux nécessite souvent une caractérisation 3D multi-échelle. Les instruments DualBeam permettent la coupe en série de grands volumes et l’imagerie par SEM subséquente à l’échelle du nanomètre, qui peut être traitée en reconstructions 3D de haute qualité de l’échantillon.

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Analyse élémentaire par EDS

L’EDS fournit des informations de composition essentielles aux observations du microscope électronique. Nos systèmes de détection Super-X et Dual-X uniques offrent en particulier des options supplémentaires pour un débit et/ou une sensibilité améliorés, ce qui vous permet d’optimiser l’acquisition de données pour répondre à vos priorités de recherche.

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Tomographie par EDS 3D

La recherche moderne sur les matériaux dépend de plus en plus de l’analyse à l’échelle nanométrique en trois dimensions. La caractérisation 3D, y compris les données de composition pour un contexte chimique et structurel complet, est possible grâce à la spectroscopie à rayons X à dispersion d’énergie et l’EM 3D.

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ColorSEM

Grâce à l’utilisation de l’EDS en direct (spectroscopie à rayons X à dispersion d’énergie) et de la quantification en direct, la technologie ColorSEM transforme l’imagerie par SEM en technique de couleur. Tout utilisateur peut désormais acquérir des données élémentaires en continu pour obtenir des informations plus complètes que jamais.

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Coupe transversale

La coupe transversale donne des informations supplémentaires en révélant des informations sur les sous-surfaces. Les instruments DualBeam sont dotés de colonnes à faisceau d’ions focalisé supérieures pour une coupe transversale de haute qualité. Grâce à l’automatisation, un traitement sans surveillance à haut débit des échantillons est possible.

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Expérimentation in situ

L’observation directe en temps réel des changements microstructurels par microscopie électronique est nécessaire pour comprendre les principes sous-jacents des processus dynamiques tels que la recristallisation, la croissance des grains et la transformation de phase pendant le chauffage, le refroidissement et l’humidification.

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Analyse des particules

L’analyse des particules joue un rôle essentiel dans la recherche sur les nanomatériaux et le contrôle de la qualité. La résolution à l’échelle du nanomètre et l’imagerie supérieure de la microscopie électronique peuvent être associées à des logiciels spécialisés pour la caractérisation rapide des poudres et des particules.

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Cathodoluminescence

La cathodoluminescence (CL) décrit l’émission de lumière à partir d’un matériau lorsqu’il est excité par un faisceau d’électrons. Ce signal, capturé par un détecteur CL spécialisé, contient des informations sur la composition de l’échantillon, les défauts cristallins ou les propriétés photoniques.

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Analyse multi-échelle

Les nouveaux matériaux doivent être analysés à une résolution toujours plus élevée tout en conservant le contexte plus large de l’échantillon. L’analyse multi-échelle permet d’établir une corrélation entre divers outils et modalités d’imagerie tels que la microCT à rayons X, le DualBeam, le PFIB laser, la SEM et la TEM.

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Flux de travail de particules automatisé

Le flux de travail de nanoparticules automatisé (APW) est un flux de travail de microscope électronique à transmission pour l’analyse des nanoparticules, offrant une grande surface, une imagerie haute résolution et une acquisition de données à l’échelle nanométrique, avec un traitement à la volée.

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Products

Style Sheet for Instrument Cards Original

AutoScript TEM

  • Provides a direct link between research needs and microscope automation
  • Enables improved reproducibility and accuracy
  • Focuses time on the microscope for higher throughput

FIB-SEM and Laser Ablation

  • All three beams have same coincident point for accurate and repeatable cut placement
  • Millimeter-scale cross sections with up to 15,000x faster material removal than a typical FIB
  • Statistically relevant deep subsurface and 3D data analysis

Thermo Scientific Helios Hydra plasma focused ion beam scanning electron microscope (DualBeam)

Helios Hydra DualBeam

  • 4 fast switchable ion species (Xe, Ar, O, N) for optimized PFIB processing of a widest range of materials
  • Ga-free TEM sample preparation
  • Extreme high resolution SEM imaging

Helios 5 HX/Helios 5 UX/Helios 5 FX DualBeam

  • Fully automated, high-quality, ultra-thin TEM sample preparation
  • High throughput, high resolution subsurface and 3D characterization
  • Rapid nanoprototyping capabilities

Helios 5 PFIB DualBeam

  • Gallium-free STEM and TEM sample preparation
  • Multi-modal subsurface and 3D information
  • Next-generation 2.5 μA xenon plasma FIB column

Spectra Ultra

  • New imaging and spectroscopy capabilities on the most beam sensitive materials
  • A leap forward in EDX detection with Ultra-X
  • Column designed to maintain sample integrity.

Talos F200S TEM

  • Intuitive and easy-to-use automation software
  • Available with Super-X EDS for rapid quantitative chemical analysis
  • High-throughput with simultaneous multi-signal acquisition

Talos F200X TEM

  • High-resolution, EDS cleanliness, and quality in 2D as well as 3D
  • X-FEG and X-CFEG available for the highest brightness and energy resolution
  • High accuracy and repeatable results with integrated Thermo Scientific Velox Software
Thermo Scientific Talos F200C transmission electron microscope (TEM)

Talos F200C TEM

  • High-contrast and high-quality TEM and STEM imaging
  • 4k x 4k Ceta CMOS camera options for large FOV and high read-out speeds
  • Large pole piece gap and multiple in situ options

Talos F200i TEM

  • Compact design with X-TWIN objective lens
  • Available with S-FEG, X-FEG, and X-CFEG
  • Flexible and fast EDS options for comprehensive elemental analysis

Axia ChemiSEM

  • Live quantitative elemental mapping
  • High fidelity scanning electron microscopy imaging
  • Flexible and easy to use, even for novice users
  • Easy maintenance

VolumeScope 2 SEM

  • Isotropic 3D data from large volumes
  • High contrast and resolution in high and low vacuum modes
  • Simple switch between normal SEM use and serial block-face imaging
Thermo Scientific Apreo 2 scanning electron microscope (SEM)

Apreo 2 SEM

  • High-performance SEM for all-round nanometer or sub-nanometer resolution
  • In-column T1 backscatter detector for sensitive, TV-rate materials contrast
  • Excellent performance at long working distance (10 mm)

Phenom ParticleX Battery Desktop SEM

  • Versatile solution for high-quality, in-house analysis
  • Automated system and analysis of multiple samples
  • Testing 10x faster

Phenom ParticleX Steel Desktop SEM

  • SEM and EDS integrated
  • Ease of use
  • Sub-micrometer inclusions

Phenom XL G2 Desktop SEM

  • For large samples (100x100 mm) and ideal for automation
  • <10 nm resolution and up to 200,000x magnification; 4.8 kV up to 20 kV acceleration voltage
  • Optional fully integrated EDS and BSE detector

Phenom Pharos G2 Desktop FEG-SEM

  • FEG source with 1 – 20 kV acceleration voltage range
  • <2.0 nm (SE) and 3.0 nm (BSE) resolution @ 20 kV
  • Optional fully integrated EDS and SE detector

Phenom ParticleX TC Desktop SEM

  • Versatile desktop SEM with automation software for Technical Cleanliness
  • Resolution <10 nm; magnification up to 200,000x
  • Optional SE detector

Phenom ParticleX AM Desktop SEM

  • Versatile desktop SEM with automation software for Additive Manufacturing
  • Resolution <10 nm; magnification up to 200,000x
  • Optional SE detector
Thermo Scientific Maps electron microscopy software

Maps Software

  • Acquire high-resolution images over large areas
  • Easily find regions of interest
  • Automate image acquisition process
  • Correlate data from different sources

Avizo Software
Materials Science

  • Support for multi-data/multi-view, multi-channel, time series, very large data
  • Advanced multi-mode 2D/3D automatic registration
  • Artifact reduction algorithms

Elemental Mapping

  • Fast and reliable information on the distribution of elements within the sample or the selected line
  • Easily exported and reported results

FiberMetric

  • Save time by automated measurements
  • Fast and automated collection of all statistical data
  • View and measure micro and nano fibers with unmatched accuracy

Velox

  • An experiments panel on the left side of the processing window.
  • Live quantitative mapping
  • Interactive detector layout interface for reproducible experiment control and setup

PoroMetric

  • Correlate pore features such as area, aspect ratio, major and minor axis
  • Acquire images directly from the Desktop SEM
  • Statistical data with high-quality images

ParticleMetric

  • Integrated software in ProSuite for online and offline analysis
  • Correlating particle features such as diameter, circularity, aspect ratio and convexity
  • Creating image datasets with Automated Image Mapping

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