Name: האטום בדיקה טומוגרפיה ניתוח של מינרלים Exsolved שלבים (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-10-25T12:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 14 s
Description: חקור טומוגרפיית בדיקת אטומים לניתוח פאזות מינרליות מופרדות בקנה מידה אטומי. שיטה זו מאפשרת הדמיה תלת-ממדית וניתוח כימי מפורט של תהליכים געשיים ומטמורפיים.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

עבודה זו נתמכת על ידי מימון של הקרן הלאומית למדע (NSF) באמצעות מענקים האוזן-1560779 ו-1647012, המשרד של סמנכ ל מחקר ופיתוח כלכלי, המכללה לאמנויות ומדעים, והמחלקה למדעים גיאולוגיים. המחברים מכירים גם את קיארה קפלי, ריץ ' מרטנס וג גודווין לסיוע טכני ומצפה הכוכבים של הר הגעש של מונטסראט למתן דגימות האפר.

<ol><li>Kasama, T., Golla-Schindler, U., Putnis, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-resolution+and+energy-filtered+TEM+of+the+interface+between+hematite+and+ilmenite+exsolution+lamellae%3A+Relevance+to+the+origin+of+lamellar+magnetism%5BTitle%5D)+AND+%22American+Mineralogist%22%5BJournal%5D)">High-resolution and energy-filtered TEM of the interface between hematite and ilmenite exsolution lamellae: Relevance to the origin of lamellar magnetism.</a> American Mineralogist. 88, 1190-1196 (2003).</li>
<li>Hofer, F., Wabichler, P., Grogger, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+of+nanometer-sized+precipitates+in+solids+by+electron+spectroscopic+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Ultramicroscopy%22%5BJournal%5D)">Imaging of nanometer-sized precipitates in solids by electron spectroscopic imaging.</a> Ultramicroscopy. 59, 15(1995).</li>
<li>Golla, U., Putnis, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Valence+state+mapping+and+quantitative+electron+spectroscopic+imaging+of+exsolution+in+titanohematite+by+energy-filtered+TEM%5BTitle%5D)+AND+%22Physics+and+Chemistry+of+Minerals%22%5BJournal%5D)">Valence state mapping and quantitative electron spectroscopic imaging of exsolution in titanohematite by energy-filtered TEM.</a> Physics and Chemistry of Minerals. 28, 119-129 (2001).</li>
<li>Wang, R. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cassiterite+exsolution+with+ilmenite+lamellae+in+magnetite+from+the+Huashan+metaluminous+tin+granite+in+southern+China%5BTitle%5D)+AND+%22Mineralogy+and+Petrology%22%5BJournal%5D)">Cassiterite exsolution with ilmenite lamellae in magnetite from the Huashan metaluminous tin granite in southern China.</a> Mineralogy and Petrology. , 71-84 (2012).</li>
<li>Robinson, P., Gordon, L., Nord, M. R., Smyth, J. R., Jaffe, H. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exsolution+lamellae+in+augite+and+pigeonite%3A+fossil+indicators+of+lattice+parameters+at+high+temperature+and+pressure%5BTitle%5D)+AND+%22American+Mineralogist%22%5BJournal%5D)">Exsolution lamellae in augite and pigeonite: fossil indicators of lattice parameters at high temperature and pressure.</a> American Mineralogist. 62, 857-873 (1977).</li>
<li>Austrheim, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fragmentation+of+wall+rock+garnets+during+deep+crustal+earthquakes%5BTitle%5D)+AND+%22Science+Advances%22%5BJournal%5D)">Fragmentation of wall rock garnets during deep crustal earthquakes.</a> Science Advances. 3, (2017).</li>
<li>Kelly, T. F., Larson, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Atom+probe+tomography+2012%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Materials+Research%22%5BJournal%5D)">Atom probe tomography 2012.</a> Annual Review of Materials Research. 42, 1-31 (2012).</li>
<li>Gordon, L. M., Joester, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoscale+chemical+tomography+of+buried+organic-inorganic+interfaces+in+the+chiton+tooth%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Nanoscale chemical tomography of buried organic-inorganic interfaces in the chiton tooth.</a> Nature. 469, 194-197 (2011).</li>
<li>Valley, J. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hadean+age+for+a+post-magma-ocean+zircon+confirmed+by+atom-probe+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Geoscience%22%5BJournal%5D)">Hadean age for a post-magma-ocean zircon confirmed by atom-probe tomography.</a> Nature Geoscience. 7, 219-223 (2014).</li>
<li>Pérez-Huerta, A., Laiginhas, F., Reinhard, D. A., Prosa, T. J., Martens, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Atom+probe+tomography+%28APT%29+of+carbonate+minerals%5BTitle%5D)+AND+%22Micron%22%5BJournal%5D)">Atom probe tomography (APT) of carbonate minerals.</a> Micron. 80, 83-89 (2016).</li>
<li>Weber, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nano-structural+features+of+barite+crystals+observed+by+electron+microscopy+and+atom+probe+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Geology%22%5BJournal%5D)">Nano-structural features of barite crystals observed by electron microscopy and atom probe tomography.</a> Chemical Geology. , 51-59 (2016).</li>
<li>Fougerouse, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoscale+gold+clusters+in+arsenopyrite+controlled+by+growth+rate+not+concentration%3A+Evidence+from+atom+probe+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22American+Mineralogist%22%5BJournal%5D)">Nanoscale gold clusters in arsenopyrite controlled by growth rate not concentration: Evidence from atom probe microscopy.</a> American Mineralogist. 101, 1916-1919 (2016).</li>
<li>Peterman, E. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanogeochronology+of+discordant+zircon+measured+by+atom+probe+microscopy+of+Pb-enriched+dislocation+loops%5BTitle%5D)+AND+%22Science+Advances%22%5BJournal%5D)">Nanogeochronology of discordant zircon measured by atom probe microscopy of Pb-enriched dislocation loops.</a> Science Advances. 2, (2016).</li>
<li>Cole, P. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ash+venting+occurring+both+prior+to+and+during+lava+extrusion+at+Soufriere+Hills+Volcano%2C+Montserrat%2C+from+2005+to+2010%5BTitle%5D)+AND+%22Geological+Society%2C+London%2C+Memoirs%22%5BJournal%5D)">Ash venting occurring both prior to and during lava extrusion at Soufriere Hills Volcano, Montserrat, from 2005 to 2010.</a> Geological Society, London, Memoirs. 39, 71-92 (2014).</li>
<li>Thompson, G. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+situ+site-specific+specimen+preparation+for+atom+probe+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Ultramicroscopy%22%5BJournal%5D)">In situ site-specific specimen preparation for atom probe tomography.</a> Ultramicroscopy. 107, 131-139 (2007).</li>
<li>Haggerty, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Oxide+textures%3B+a+mini-atlas%5BTitle%5D)+AND+%22Reviews+in+Mineralogy+and+Geochemistry%22%5BJournal%5D)">Oxide textures; a mini-atlas.</a> Reviews in Mineralogy and Geochemistry. 25, 129-219 (1991).</li>
<li>Gault, B., Moody, M. M., Cairney, J. M., Ringer, S. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Atom+Probe+Microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Springer+Series+in+Material+Sciences%22%5BJournal%5D)">Atom Probe Microscopy.</a> Springer Series in Material Sciences. 160, (2012).</li>
<li>Larson, D. J., Prosa, T. J., Ulfig, R. M., Geiser, B. P., Kelly, T. F. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aLarson%2C+DJ+%22Local+Electrode+Atom+Probe+Tomography%3A+A+User%E2%80%99s+Guide%22">Local Electrode Atom Probe Tomography: A User’s Guide</a>. , Springer. New York. 318(2013).</li>
<li>Devine, J. D., Rutherford, M. J., Norton, G. E., Young, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magma+storage+region+processes+inferred+from+geochemistry+of+Fe%E2%80%93Ti+oxides+in+andesitic+magma%2C+Soufriere+Hills+Volcano%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Petrology%22%5BJournal%5D)">Magma storage region processes inferred from geochemistry of Fe–Ti oxides in andesitic magma, Soufriere Hills Volcano.</a> Journal of Petrology. 44, Montserrat, WI. 1375-1400 (2003).</li>
<li>Jackson, M., Bowles, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Curie+temperatures+of+titanomagnetite+in+ignimbrites%3A+Effects+of+emplacement+temperatures%2C+cooling+rates%2C+exsolution%2C+and+cation+ordering%5BTitle%5D)+AND+%22Geochemistry%2C+Geophysics%2C+Geosystems%22%5BJournal%5D)">Curie temperatures of titanomagnetite in ignimbrites: Effects of emplacement temperatures, cooling rates, exsolution, and cation ordering.</a> Geochemistry, Geophysics, Geosystems. 15, 4343-4368 (2014).</li>
<li>Harrison, R. J., Putnis, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+magnetic+properties+and+crystal+chemistry+of+oxide+spinel+solid+solutions%5BTitle%5D)+AND+%22Surveys+in+Geophysics%22%5BJournal%5D)">The magnetic properties and crystal chemistry of oxide spinel solid solutions.</a> Surveys in Geophysics. 19, 461-520 (1998).</li>
<li>Price, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microstructures+in+titanomagnetites+as+guides+to+cooling+rates+of+a+Swedish+intrusion%5BTitle%5D)+AND+%22Geological+Magazine%22%5BJournal%5D)">Microstructures in titanomagnetites as guides to cooling rates of a Swedish intrusion.</a> Geological Magazine. 116, 313-318 (1979).</li>
<li>Price, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exsolution+in+titanomagnetites+as+an+indicator+of+cooling+rates%5BTitle%5D)+AND+%22Mineralogical+Magazine%22%5BJournal%5D)">Exsolution in titanomagnetites as an indicator of cooling rates.</a> Mineralogical Magazine. 46, 19-25 (1982).</li>
<li>Kuhlman, K. R., Martens, R. L., Kelly, T. F., Evans, N. D., Miller, M. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+of+specimens+of+metamorphic+magnetite+crystals+for+field+ion+microscopy+and+atom+probe+microanalysis%5BTitle%5D)+AND+%22Ultramicroscopy%22%5BJournal%5D)">Fabrication of specimens of metamorphic magnetite crystals for field ion microscopy and atom probe microanalysis.</a> Ultramicroscopy. 89, 169-176 (2001).</li>
<li>Dégi, J., Abart, R., Török, K., Rhede, D., Petrishcheva, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evidence+for+xenolith%E2%80%93host+basalt+interaction+from+chemical+patterns+in+Fe%E2%80%93Ti-oxides+from+mafic+granulite+xenoliths+of+the+Bakony%E2%80%93Balaton+Volcanic+field+%28W-Hungary%29%5BTitle%5D)+AND+%22Mineralogy+and+Petrology%22%5BJournal%5D)">Evidence for xenolith–host basalt interaction from chemical patterns in Fe–Ti-oxides from mafic granulite xenoliths of the Bakony–Balaton Volcanic field (W-Hungary).</a> Mineralogy and Petrology. 95, 219-234 (2009).</li>
<li>Saxey, D. W., Moser, D. E., Piazolo, S., Reddy, S. M., Valley, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Atomic+worlds%3A+Current+state+and+future+of+atom+probe+tomography+in+geoscience%5BTitle%5D)+AND+%22Scripta+Materialia%22%5BJournal%5D)">Atomic worlds: Current state and future of atom probe tomography in geoscience.</a> Scripta Materialia. 148, 115-121 (2018).</li>
</ol>

. למחברים אין מה לגלות

שחזורים של נתוני APT תלת-ממדיים מאפשרים מדידה מדויקת של המרווח הבין-למינאני בגביש שנותח ברזולוציה של שלוש הזמנות של סדר גודל גבוה יותר מאלה הנמדדים מתמונות SEM קונבנציונליות. הדבר מצביע על כך שווריאציות האטום בכימיה מתרחשות בהיקף מרחבי של שלוש הזמנות של סדר גודל קטן יותר מאשר שינויים מינרטיות באופן מדעי. כמו כן, המרחקים הבין-למינטיים הנמדדים (29 ננומטר ו -14 ננומטר), עקביים עם קנה המידה האורך של האוקסיאקסון, בניגוד לכך שלנוקלאוציה ולצמיחה של שלב נפרד, האחרון שמתרחש באורך קשקשים מסדר גודל של 19 גדול יותר...

המחקר של מינרגיה כימית כבר מקור מרכזי של מידע בתוך התחום של מדעי כדור הארץ במשך יותר ממאה, כמו מינרלים באופן פעיל להקליט תהליכים גיאולוגיים במהלך ואחרי התגבשות שלהם. התנאים הפיסיוקליים-כימיים של תהליכים אלה, כגון שינויי טמפרטורה במהלך הגעשיות והתמרה, נרשמים במהלך התגרצות המינרלים והצמיחה בצורה של מחלות כימיות, סטריזים ולאמפיליות, בין היתר. כאשר שלב מבטל מתערבב לשני שלבים נפרדים במצב מוצק. ניתוח האוריינטציה, הגודל, המבנה והריווח של האקלופיליות הללו, יכול לספק מידע חיוני להבנת הטמפרטורה ושינויי הלחץ במהלך הגעשיות והתמרה1,2,3 והיווצרות של מינרלים עפרות מרבצי4.
באופן מסורתי, המחקר של exsolution לאמפיליות נערך עם התבוננות של מיקרוגרפים על ידי סריקה פשוטה הדמיה של אלקטרון5. לאחרונה, זה הוחלף על ידי שימוש באנרגיה מסוננים הילוכים אלקטרונים מיקרוסקופ (TEM) מתן תצפיות מפורטות ברמה ננו1,2,3. עם זאת, בשני המקרים, התצפיות נעשים בשני מימדים (2D), אשר אינו מספיק באופן מלא עבור תלת מימד (3D) מבנים המיוצגים על ידי אלה לאמפיליות. ננוטומוגרפיה6 מתגלה כטכניקה חדשה עבור התבוננות 3d של תכונות ננו בתוך גרגרי מינרלים, אך אין די מידע על הרכב של תכונות אלה. חלופה לגישות אלה היא השימוש בטומוגרפיה של בדיקת atom (APT), המייצגת את הטכניקה האנליטית הגבוהה ביותר לפענוח המרחב הקיים לאפיון חומרים7. החוזק של הטכניקה טמון באפשרות של שילוב שחזור תלת-ממד של תכונות ננו-סקאלה עם ההרכב הכימי שלהם בקנה מידה האטומי עם רגישות לחלק מיליון הקרובה של הקשר האנליטי7. יישומים קודמים של APT לניתוח של דגימות גיאולוגיות סיפקו תוצאות מצוינות8,9,10,11, במיוחד באפיון כימי של אלמנט דיפוזיה וריכוזים9,12,13. עם זאת, יישום זה לא נעשה שימוש לחקר exsolution lamellae, שופע במינרלים מסוימים מתארח בסלעי מטאמורפיים ואבני יסוד. כאן נסקור את השימוש ב-APT, ומגבלותיה, לניתוח הגודל וההרכב של הלופיליות, ומרווח בין-למינלי בגבישים הטיטאני הוולקני.

<table><tbody><tr><td>מיקרוסקופ אלקטרונים משני InTouchScope (SEM)</td><td>JEOL</td><td>JSM-6010PLUS/LA</td><td></td></tr><tr><td>קרן יון מיקוד (FIB) מיקרוסקופ אלקטרונים משני (SEM)</td><td>TESCAN</td><td>LYRA XMU</td><td></td></tr><tr><td>בדיקה אטומית אלקטרודה מקומית (LEAP)</td><td>CAMECA</td><td>5000 XS</td> תוכנת הדמיה וניתוח משולבת <td></td></tr><tr><td>(IVAS, גרסה 3.6.12).</td><td></td><td></td><td>תוכנת עיבוד</td></tr></tbody></table>

האטום בדיקה טומוגרפיה ניתוח של מינרלים exsolved שלבים

Atom Probe Tomography Analysis of Exsolved Mineral Phases

שיעורי דיפוזיה של רכיבים וטמפרטורה/לחץ שולטים במגוון תהליכים וולקניים יסודיים ומותמרים. תהליכים כאלה נרשמים לעתים קרובות בלפיליות משלבים מינרלים מארחים. כך, ניתוח האוריינטציה, גודל, מורפולוגיה, הרכב ומרווח של exsolution לאמפיליות הוא שטח של מחקר פעיל ב גיאומדעים. המחקר המקובל של הלפיליות הללו נערך על ידי סריקת מיקרוסקופ אלקטרוני (SEM) ומיקרוסקופ אלקטרון הילוכים (TEM), ולאחרונה עם קרן יון ממוקדת (פרפור) מבוססי ננוטומוגרפיה מבוססת, עדיין עם מידע כימי מוגבל. כאן, אנו לחקור את השימוש של הטומוגרפיה בדיקה atom (APT) עבור ניתוח ננו-סקאלה של האקסופתרון exmenite לאמיפיליות בטיטאנגנטיט של השקעים מתוך מרבצי אפר פרץ הר הגעש הפעיל Soufrière (מונטסראט, הודו המערבית הבריטית). APT מאפשרת את החישוב המדויק של הרווחים הבינלוניים (14 – 29 ± 2 ננומטר) וחושף פרופילי דיפוזיה חלקים ללא גבולות פאזה חדים במהלך חילופי Fe ו-Ti/O בין לאמיפיליות לבין הגביש המארח. התוצאות שלנו מרמזות כי גישה זו הרומן מתיר מדידות ננו-סולם של הרכב הלאלפיליות ומרווח inter, כי עשוי לספק אמצעים כדי להעריך את הטמפרטורות כיפת הלבה הדרושים שיעורי ההבלטה וכיפת הלבה כשל, שניהם לשחק תפקיד מפתח במאמצים להפחתת סכנה געשית.

כמו קריסטלים של הטיטנים הרבים משלבים שונים של התפרצות הר הגעש של הגבעות soufrière (SHV), הגביש שנותח כאן מכיל ה&lt; 10 יקרומטר עובי, גלוי בתמונות SEM משניות (איור 1d), אשר אזורים נפרדים של Ti-ריץ מגנטיט, המציין שלב C2 של חמצון18. בהתבסס על התמונות SEM, מרווח בין האלה נע בין 2 אל 6 יקרומטר (n = 15). ארבעה החומצה טיטאני הדגימה טיפים, המכונה 207, 217, 218, ו 219, חולצו בהצלחה מגביש אחד זה ונותח על ידי APT (איור 5). שניים מהדגימות (2...

ניתוח המבנה, הקומפוזיציה והריווח של הלופיליות יכולים לספק מידע חיוני כדי להבין תהליכים גיאולוגיים הקשורים לוולקאיזם והתמרה. אנו מציגים יישום הרומן של APT לאפיון של לאמפיליות כאלה ולהשוות גישה זו לשימוש קונבנציונאלי של אלקטרון מיקרוסקופ ו ננוטומוגרפיה מבוססת פרפור.

האטום בדיקה טומוגרפיה ניתוח של מינרלים Exsolved שלבים

Element diffusion rates and temperature/pressure control a range of fundamental volcanic and metamorphic processes. Such processes are often recorded in ...

בחינת שינויים בכימיה של מינרלים יכולה לשפוך אור על שינויים בפעילות הגעשית, ולאפשר לחוקרים להשיג צירי זמן של תהליכים געשיים כדי להבין טוב יותר את כל הסיכונים הפוטנציאליים. טומוגרפיה של בדיקה אטומית מאפשרת הדמיה תלת-מימדית חסרת תקדים של שלבים מינרליים תוך מדידת ההרכב הכימי שלהם בקנה מידה אטומי. אנו מיישמים כיום את הטכניקה לאפיון מינרליזציה פתולוגית, למשל, במקרה של אבנים בכליות.שיטה זו יכולה להיות מיושמת על מערכות געשיות שבהן מעברי התפרצות יכולים להתרחש על פני צירי זמן קטנים. מעברים אלה נרשמים במינרלים על פני קשקשים מרחביים קטנים מאוד. התחל על ידי שפיכת גרם אחד של המדגם לתוך צלחת פטרי זכוכית 10 ס"מ לעטוף גיליון שלושה על שלושה סנטימטרים של נייר משקל סביב מגנט 10-gauss.השתמש במגנט כדי למשוך גרגרי מגנטיט עשירים בין 100 ל 500 מיקרומטר קוטר מדגם האפר ולמקם את הגרגרים נקבובית 32 מיקרומטר, 8 ס"מ קוטר מסמרדת נירוסטה. השתמש בבקבוק סחיטה של מים deionized כדי לשטוף את חלקיקי אפר דבק קטן דרך המנוסה במשך 20 עד 30 שניות ולאפשר את הגרגרים לאוויר יבש במשך 24 שעות. למחרת, להדביק את כל חלקיקי אפר נקי ויבש לדגום תושבות מתאים מיקרוסקופ אלקטרונים סריקה משנית תמונה החלקיקים במצב אלקטרונים משני במתח האצה 15 כדי 20 קילו-וולט ובמרחק עבודה של 10 מילימטרים כדי לבחור את חמשת עד 10 המועמדים הטובים ביותר לניתוח נוסף.הגרגרים שנבחרו צריכים להיות בעיקר מגנטיט. הדבק את גרגרי האפר שנבחרו לחתיכת סרט קליטה ברורה והקף את הדגימות בתבנית חלולה בקוטר 1 אינץ', מצופה באופן פנימי בשומן ואקום, ולאחר מכן מלא את התבנית בתבנית שרף אפוקסי. לאחר אפוקסי נרפא, להסיר את המדגם מן התבנית לקלף קלטת מלמטה.גרגרי האפר צריכים להיחשף חלקית. פולנית גרגרי אפר יצוק אפוקסי עם נייר טחינת קרביד סיליקון של חמישה גדלי חצץ שונים, מגודל חצץ הגבוה ביותר לנמוך ביותר בתנועה שמונה דמות לפחות 10 דקות לכל נייר שחיקה. בין גדלי חצץ, sonicate את המדגם באמבטיה של מים deionized במשך 10 דקות.לאחר כל פולנית אחרונה, בדוק את המדגם תחת מיקרוסקופ כדי לוודא כי אין חצץ ליטוש קיים, כי משטח המדגם הוא ללא שריטות. לאחר מכן להשתמש במטליות ליטוש כדי ללטש את גרגרי אפר יצוק אפוקסי עם אחד רצופים 0.3 מיקרומטר אלומינה ליטוש מתלים בתנועה שמונה דמות לפחות 10 דקות, sonicating המדגם במים deionized במשך 10 דקות בין גדלי השעיה. לאחר הליטוש התלוי השני, בדוק את המדגם מתחת למיקרוסקופ כדי לוודא כי אין השעיה קיימת, כי משטח המדגם הוא ללא שריטות.בסוף הליך הליטוש, משטח אפוקסי צריך להיות חלק ואת גרגרי האפר צריך להיות שטוח וחשוף היטב. באמצעות מכשיר ציפוי sputter זמין, לצפות את פני השטח מדגם עם מעיל כ 10 ננומטר עבה מוליך פחמן ולקבל תמונות אלקטרונים backscattered של גרגרי האפר עם מיקרוסקופ אלקטרונים במתח האצה 15 עד 20 קילו-וולט ובמרחק עבודה של 10 מילימטרים כדי לקבוע את המיקום של lamellae exsolution במגנטיט. לפני תחילת הליך קרן היונים הממוקד, sputter מצופה את משטח המדגם עם שכבת נחושת 15 ננומטר, כדי למנוע טעינת אלקטרונים ודגימה נסחף.לאחר מכן השתמשו בקרן גליום-יון ממוקדת במיקרוסקופ אלקטרונים סריקת קרן כפולה בחלק המלוטש של העניין המכיל את הלאמלה מעל אזור של 1.5 על 20 מיקרומטר ב-30 קילו-וולט ושבעה פסקלים. השתמש בקרן היונים כדי לטחן שלושה טריזים של חומר מתחת לשלושה צדדים של מלבן הפלטינה ולהכניס את מערכת הזרקת הגז כדי לרתך את הטריז לננו-מניפולטור באתרו באמצעות פלטינה מופקדת על ידי מערכת הזרקת גז לפני חיתוך הקצה הסופי בחינם. באמצעות קרן גליום-יון, לחתוך 10 אחד עד שני מקטעים ברוחב מיקרומטר מן הטריז ברצף להדביק את טריזים עם פלטינה לראש של עמדות סיליקון של קופון מערך microtip.לעצב ולחדד כל קצה דגימה באמצעות דפוסי כרסום ימיים של קטרים פנימיים וחייצוניים קטנים יותר ויותר, החל מ 30 קילו-וולטים כדי לייצר את הגיאומטריה של הדגימה הדרושה לטומוגרפיה של בדיקה אטומית וגימור במתח מאיץ של חמישה קילו-וולטים כדי להפחית את השתלת הגליום ולקבל צורה עקבית של קצה לקצה. לרכישת טומוגרפיה של בדיקה אטומית, הר את קופון המיקרו עם הטיפים המחודדים מרותכים לפוסטים של הסיליקון על דיסקית דגימה והעמיס את הדיסקית לקרוסלה למיקום בתוך גשושית האטום האלקטרודה המקומית. הכנס את הקרוסלה לתוך תא החיץ של גשוש אטום אלקטרודה מקומי מצויד לייזר אולטרה סגול picosecond 355 ננומטר ולהפוך את הראש של הלייזר.לאחר הכיול, השג ואקום בתא הניתוח ב- 6 על 10 או מתחתיו לטור 11 השלילי ולהשתמש במוט העברה כדי להכניס את דגימת הדיסקית לתא הניתוח הראשי. לאחר מכן להזיז את דיסקית הדגימה כדי ליישר את קופון מיקרו עם האלקטרודה המקומית כדי לבחור את הקצה ולעדכן את מסד הנתונים כדי לציין את מספר הקצה. בניתוח זה, ארבעה טיפים דגימה titanomagnetite חולצו בהצלחה מן הגביש הבודד ונותחו על ידי טומוגרפיה בדיקה אטום.שתיים מהדגימות הפגינו ריכוזים הומוגניים של ברזל וטיטניום לאורך כל הדרך, מה שמצביע על כך שלמלה לא הוחצו. שתי הדגימות האחרות הציגו אזורים עם ריכוזים משתנים בברזל, חמצן וטיטניום. שחזורים תלת-ממדיים של נתוני טומוגרפיה של בדיקה אטומית מאפשרים מדידה מדויקת של המרווח התוך-לאמלרי ומספקים סולמות אורך בממוצע בין 14 ל -29 ננומטר עם ערך סיגמא אחד של שני ננומטרים לשתי הדגימות.בנוסף למדידות אלה, טומוגרפיה של בדיקה אטומית מאפשרת חילוץ של מידע כימי על פני lamellae אלה ברזולוציה מרחבית גבוהה באמצעות ניתוח של פרוקסיגרמות באמצעות נקודת אפס כצומת בין lamella לבין המינרל המארח. ריכוזים אטומיים של טיטניום בגביש אישרו כי השבר הוא אכן טיטנומגנטיט והם עולים בקנה אחד עם ניתוחים פטרולוגיים קודמים של מוצרי התפרצות הר הגעש Soufriere Hills. פרוקסיגרמים אלה גם לאשר כי הרכב של lamella תואם את זה של אילמניט.הכנת טריזים כדי ללכוד את lamellae הוא קריטי להכנת מדגם FIB SEM, כמו גם חידוד הטיפים לממד הנכון. מיקרוסקופ אלקטרוני שידור יכול להתבצע גם כדי לאמת את ממדי lamellae ואת ריווח interlamellar. טכניקה זו יכולה לאפשר לוולקנולוגים לחשב את צירי הזמן של פעילות מתפרצת כדי להבין טוב יותר את הסיכונים הפוטנציאליים של הרי געש פעילים.

atom-probe-tomography-analysis-of-exsolved-mineral-phases

Research

JoVE Journal

Environment

סביבה

אנחנו כאן להמחיש כיצד להשתמש אלקטרונים cryotomography (ECT) כדי ללמוד את ultrastructure של תאים חיידקיים של כמעט ילידי מדינות, כדי "macromolecular" (~ 4 ננומטר) החלטה.

אלקטרונים Cryotomography של תאים חיידקיים

בעבודה זו, אנו מתארים את השימוש בטכניקת טומוגרפיה אטום החללית לחקר גבולות הגרעין של שכבת בולם בתא סולרי סיגריות. גישה חדשנית כדי להכין את הטיפים הבדיקה אטום המכילים דגן גבול הרצוי עם מבנה ידוע מוצגת גם כאן.

Atom לימודי Probe טומוגרפיה על Cu (ב, GA) Se<sub&gt; 2</sub&gt; גבולות גרעין

אנו מציגים מתודולוגיה להדמיה של שלבי נוזל מרובים בתנאי מאגר על ידי שימוש במיקרוטומוגרפיה של קרני רנטגן. אנו מראים כמה תוצאות מייצגות של לכידת נימים בדגימת סלע קרבונט.

הדמיה מאגר מצב נקבובי בקנה מידה של שלבי נוזלים מרובים באמצעות Microtomography X-ray

מתואר השימוש בטומוגרפיה של קרני רנטגן מפזרות אנרגיה במיקרוסקופ האלקטרונים של שידור הסריקה כדי לאפיין התפלגויות יסודות בתוך ננו-חלקיקים בודדים בתלת מימד.

Dispersive אנרגיה טומוגרפיית רנטגן עבור מיפוי 3D היסודות של חלקיקים בודדים

טומוגרפיה מהר Synchrotron שמשה פירוק גיר תמונה דינמית בנוכחות מלח -saturated 2 CO בתנאי מאגר. 100 סריקות נלקחו ברזולוציה 6.1 מיקרומטר על פני תקופה של 2 שעות.

Dynamic נקבובית בקנה מידה Reservoir-מצב הדמיה של ריאקציה קרבונטים שימוש טומוגרפיה Synchrotron מהיר

אנו מציגים שיטה להשגת תמונות ברזולוציה מהשנה ננומטר עם אפנון משרעת (קשה במצב) במיקרוסקופ כוח אטומי בנוזל. השיטה מודגמת על מיקרוסקופי כוח אטומיים מסחריים. אנחנו מסבירים את הרציונל מאחורי הבחירות שלנו פרמטרים ולהציע אסטרטגיות אופטימיזציה רזולוציה.

הדמיה ברזולוציה משנה ננומטר עם מיקרוסקופית כוח אטומי משרעת אפנון בנוזל

מאמר זה מתאר פרוטוקול כדי להשיג מפות תלת-ממדיות כימי שילוב הדמיה אנרגיה מסונן וטומוגרפיה אלקטרון. התפלגות כימי של שני תומך זרז הנוצרת על-ידי רכיבי קשה להבחין על ידי טכניקות הדמיה אחרות היה למד. כל יישום מורכב מיפוי חופף יסודות כימיים - קצוות יינון ברווחים שווים בהתאמה.

קבלת מפות תלת-ממדיות כימי על ידי אנרגיה מסונן הילוכים מיקרוסקופ אלקטרונים טומוגרפיה

אנו מציגים פרוטוקול כדי להשוות את המצב של מינרלים שלפוחית שפורסמו על ידי שתי שורות תאים עצמות אנושיות: hFOB 1.19 ו- Saos-2. הפרופילים שלהם מינרליזציה נותחו על ידי Alizarin אדום-S (AR-S) מכתים, ויזואליזציה אור אולטרה סגול (UV), הילוכים מיקרוסקופ אלקטרונים (TEM) הדמיה, אנרגיה ואנליזת רנטגן microanalysis (EDX).

ניתוח של מינרלים המיוצר על ידי hFOB 1.19 ואלקטרון Saos-2 תאים באמצעות שידור עם אנרגיה ואנליזת רנטגן Microanalysis

אנו מתארים מלכודת הפרעות לקרן החלקיקים אמורה לבצע רנטגן מימדי מהיר פלורסצנטיות, רנטגן microdiffraction מיפוי של דגימות קריסטל או אבקת יחיד באמצעות לאווה (קרינה צבעוני) או אבקת (קרינה מונוכרומטי) עקיפה. המפות וכתוצאה מכך נותנים מידע על זן, התמצאות, שלב ההפצה דפורמציה פלסטית.

סינכרוטרון Microdiffraction רנטגן והדמיה זריחה של דגימות הסלע המינרלים

פרוטוקול זה מוצג לאפיין את התנאים הרטבה מורכבים של אטום נקבובי בינוני (פחמימן במאגר רוק) באמצעות תמונות תלת-ממדיות מתקבל על ידי רנטגן microtomography-תנאים מהסבא.

סרגל נקבובית הדמיה ואפיון של פחמימנים המאגר סלע Wettability-תנאים מהסבא בעזרת רנטגן Microtomography

הפרוטוקול המוצע כולל גישה גלובלית להערכת היווצרות עצם בהקשר של התחדשות עצם באמצעות אנליזות מולטימודאליות. מטרתו לספק מידע איכותי וכמותי על היווצרות עצם חדשה, לשפר את הקפדנות והתוקף של מחקרים בסיסיים ופרה-קליניים.

אפיון מקיף של מינרליזציה של רקמות במודל Ex Vivo

חקור טומוגרפיית בדיקת אטומים לניתוח פאזות מינרליות מופרדות בקנה מידה אטומי. שיטה זו מאפשרת הדמיה תלת-ממדית וניתוח כימי מפורט של תהליכים געשיים ומטמורפיים.

האטום בדיקה טומוגרפיה ניתוח של מינרלים Exsolved שלבים

גלה סרטונים נוספים