Großflächiges und hochauflösendes Mapping und hyperspektrale Abbildungen

Spuren von Elementen in einer Probe zu finden ist eine wichtige Analyseaufgabe. Normalerweise werden vorhandene Elemente in einem Summenspektrum der probe gesucht. Dies ist eine ziemlich fehleranfällige Vorgehensweise, weil Elemente, die nur an wenigen Punkten vorhanden sind, weggemittelt und übersehen werden können.Die MaximumPixelSpektrum-Funktion die für ESPRIT HyperMap verfügbar ist, hilft derartige Fehler zu vermeiden. Sie erzeugt ein synthetisches Spektrum, dass den höchsten Wert jeden Kanals jedes Spektrums aus dem HyperMap enthält. Die obige Abbildung vergleicht Summen- und MaximumPixelSpektrum.

Mit der Information aus dem MaximumPixelSpektrum können gefundene Elemente leicht im Map sichtbar gemacht werden. Im vorliegenden Fall wurde eine polierte Granitprobe untersucht. Es konnte z.B. gezeigt werden, dass vorhandener Monazit in lediglich fünf kleinen, über die Probe verteilten Partikeln konzentriert war.

Ein großflächiges Mapping mit hoher Auflösung gestattet es, sich quasi gleichzeitig einen Überblick über eine Probe und Detailinformationen in einem einzigen Map zu verschaffen. Die untersuchte Probe war ein Stück eines ozeanischen Bohrkerns, der Auswurfmaterial aus dem Chicxulub-Krater in Mexiko enthält. Der Meteorit der diesen Krater verursacht hat, wird für das Aussterben der Dinosaurier vor 65 Millionen Jahren verantwortlich gemacht.

Ein Map mit 4096 x 3072 Pixel Auflösung wurde von der Schicht mit Auswurfmaterialien in der Probe hergestellt. Dank der Geschwindigkeit der XFlash® Detektoren konnte das Mapping in lediglich 33 Minuten erstellt werden. Die Eingangsimpulsrate betrug 500 kcps.

Das hochauflösende gemischte Element-Map zeigt eine deutlich erkennbare Schicht in der obersten wenigen Millimetern des Büromaterials. Es besteht aus häufigen Kaltzieht- (CaCO3) und Kolorit-[(Ca, Mag)CO3]-Sphärulen, einigen geschockten Quarz-(SiO2) Splittern und Alumosilikatkörnern, wie Feldspat [(K, Na)AlSi3O8 , NaAlSi3O8 – CaAl2Si2O8]. Die Dolomit-Sphärulen haben zerklüftete Ränder, die von einer Tonschicht umgeben sind, ein Zeichen für thermische und mechanische Belastung während des Einschlags. Die porösen Kalzit-Sphärulen erinnern an experimentell produzierte Entgasungsstrukturen.

Bei der untersuchten Probe handelt es sich um eine gesinterte Hartstoffkeramik, deren wesentliche Bestandteile Titandiborid (TiB2), Titankarbid (TiC) und Siliziumkarbid (SiC) sind. Daneben sind noch eine Reihe weiterer Phasen in geringer Konzentration vorhanden. Ein polierter aber unbedampfter Schliff des Materials wurde analysiert.

Die hier betrachtete Aufgabe ist quantitatives Leichtelement-Mapping. Ziel war es, die Verteilung chemischer Phasen in der Probe zu bestimmen. Eine Möglichkeit hierfür sind quantitative Maps der einzelnen Elemente. ESPRIT bietet die Möglichkeit, verschiedenen Konzentrationen in Atom% (Gewichts% sind auch möglich) unterschiedliche Farben zuzuweisen, wie die Abbildung oberhalb zeigt. Vergleich von Elementknozentrationen im gleichen Bereich unterschiedlicher Maps gestattet die Lokalisierung von Phasen. Zur einfacheren Identifizierung wurden sie in obiger Abbildung bezeichnet.

Nächster Schritt in der Analytik wäre Ihre eindeutige Zuweisung mittels ESPRIT Autophase.