Thermo Scientific™ Nexsa™ G2 Surface Analysis System

Význam tématu

Analýza povrchů a rozhraní je nezbytná v materiálových vědách, elektronice, katalýze a biomedicíně. Detailní chemická charakterizace povrchu ovlivňuje vlastnosti funkcionalizovaných materiálů a jejich další zpracování.高度 citlivé metody jako XPS umožňují stanovit prvkové složení, chemické stavy a hloubkové profily, což je klíčové pro vývoj pokročilých zařízení i průmyslovou kontrolu kvality.

Cíle a přehled systému Nexsa G2

Cílem systému Thermo Scientific™ Nexsa™ G2 je nabídnout výkonnou a flexibilní platformu pro X-ray fotoelektronovou spektroskopii (XPS) s možností integrace doplňkových metod bez kompromisů v kvalitě dat nebo propustnosti vzorků. Systém usiluje o rychlou a spolehlivou analýzu širokého spektra vzorků od kovů a oxidů přes polymery až po bio-povrchy a nanomateriály.

Použitá metodika a instrumentace

Standardní konfigurace zahrnuje:

• Monochromovaný Al Kα zdroj s mikroostřikovatelným paprskem (10–400 µm).
• EX06 monatomový iontový zdroj (200 eV–4 keV) pro hloubkové profilování.
• Duální iontový zdroj MAGCIS pro monatomové i plynové shlukové ionty.
• Duální režimový flood gun pro kompenzaci náboje u izolátorů.
• Rychlá load-lock buňka a automatický transfer pro efektivní manipulaci se vzorky.
• Tříkamerový optický systém XPS SnapMap pro lokalizaci a snímkování oblastí zájmu.
• Volitelné moduly: UPS (UV PES), REELS, ISS, iXR Raman, vyhřívání (NX Heater), bias modul, SEM korperlace (MCA Holder) a vakuový transfer.

Hlavní výsledky a diskuse

Systém prokázal vysokou citlivost na stopové složky a schopnost analyzovat malé strukturální prvky díky mikroostřikování. Monochromátor a optimalizovaný elektronický objektiv zkracují dobu měření a zlepšují poměr signál/šum. Zabudovaný duální flood gun automaticky kompenzuje náboj izolátorů bez nutnosti externího referencování. Hloubkové profilování s MAGCIS zajišťuje reprodukovatelné a jemné odstraňování vrstev, což umožňuje detailní chemické mapování.
Uniální tříkamerový systém SnapMap poskytuje zřetelné XPS snímky, které lze exportovat do Map Software a korelovat s mikroskopickými daty. Automatizované pracovní postupy v Avantage Data System umožňují spustit komplexní experimenty (body, linie, plocha, hloubka) i ve vícenásobných bodech bez zásahu obsluhy.

Přínosy a praktické využití metody

Spojení vysokého rozlišení, rychlosti a více technik zvyšuje produktivitu výzkumu i rutinních analýz. Systém nachází uplatnění v:

• Vývoji baterií a solárních článků – charakterizace elektrodových materiálů.
• Katalýze a keramice – sledování aktivních složek a povrchových vrstev.
• Polymerech a biopovrších – studium chemické vazby a kontaminant.
• Polovodičích a tenkých vrstvách – analýza chemického složení a defektů.
• Výzkumu nanomateriálů a grafenových struktur – mapování funkčních skupin.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další vývoj směřuje k plné automatizaci pracovních postupů, rozšíření multimodálních platforem s integrací elektronové mikroskopie a dalších povrchových metod (AFM, TOF-SIMS). Pokročilá datová analýza v Avantage systému s umělou inteligencí a strojovým učením umožní rychlejší kvantifikaci a identifikaci složitých povrchových vzorků. In situ a operando experimenty pod pracovním zatížením materiálů představují další zajímavou oblast aplikací.

Závěr

Nexsa G2 Surface Analysis System kombinuje vysokou přesnost, citlivost a širokou škálu technik v jediné platformě. Flexibilní modulární výbava a pokročilý datový systém Avantage usnadňují jak rutinní QA/QC analýzy, tak vysoce náročný výzkum. Díky schopnosti automatizace a integrace dalších metod představuje Nexsa G2 významný krok vpřed v povrchové analytice.

Reference

Thermo Fisher Scientific. Nexsa G2 Surface Analysis System brochure, 2021.