Durch AZoM
Inhaltsverzeichnis
Einleitung Polarisation Intensitäts-Differenziales Zerstreuen (PIDS)
Schlussfolgerungen Über Beckman-Kolter Einleitung
Laser-Beugungstechnologie wird in einer großen Auswahl von Bereichen angewendet. Während Partikel kleiner werden, wird das Verhältnis der Partikelabmessung zur hellen Wellenlänge (d/λ) und das Zerstreuenmuster ist glatter und weniger eckig Abhängiges verringert und verursacht mehr Schwierigkeit, wenn man die korrekten Größenwerte bestimmt. Um die Fähigkeit zu verbessern Teilchen zu messen, gibt es drei Anflüge die genommen werden können um die niedrigere Größengrenze auszudehnen wenn man Partikel unter Verwendung Laser-Beugung misst.
Der erste Anflug, zum der niedrigeren Bearbeitengrenze zu erweitern ist, indem er die eckige entdeckende Reichweite erhöht. Wenn der eckige Einbauort des ersten Minimums im Zerstreuenmuster verwendet wird, wie das Kriterium, zum einer Kugel genau zu sortieren, um eine Kugel zu messen, die einen Durchmesser kleiner muss als hat, 0,5 μm, der maximale entdeckende Winkel als 90 Grad größer sein (Feige. 1). So um einen Submikronpartikel zu sortieren, muss die eckige Reichweite des Befunds konstruiert werden, um die Winkel zu umfassen mindestens so groß wie 90 Grad; praktisch kann der maximale entdeckende Winkel wie 175° so groß sein.
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Abbildung 1. Winkelabhängigkeit auf dem Zerstreuen des Musters und des ersten Minimums.
Zerstreuend sind Muster Funktion der hellen Wellenlänge und der Teilchengröße. Ihre Varianten hängen mit dem Verhältnis zwischen Partikelabmessung und Wellenlänge zusammen (d/λ). Störungseffekte, die die Feinstruktur in einem Zerstreuenprofil erstellen, werden groß verringert, wenn d/λ kleiner als 0,5 ist. Wenn die Wellenlänge der Leuchte kürzer ist, erhöht das Verhältnis und die niedrigere Bearbeitengrenze wird effektiv ausgedehnt. Das heißt, zerstreuend sind Muster an den kürzeren Wellenlängen komprimiert und mehr Informationen (Zelle) werden über der gleichen eckigen Reichweite gezeigt verglichen mit, was unter Verwendung einer längeren Wellenlänge erreicht werden kann. Praktisch ist die kürzeste Wellenlänge ungefähr 350 nm. Die Meisten Materialien tatsächlich, weisen starke Absorption an den Wellenlängen auf, die als 300 nm kürzer sind. Unter Verwendung der Leuchte von λ = können 375 nm, die niedrigere Bearbeitengrenze auf Hälfte von der ausgedehnt werden, die indem man Leuchte von λ = 750 nm erreichbar ist, verwendet.
Polarisation Intensitäts-Differenziales Zerstreuen (PIDS)
Vorangegangen durch Beckman-Kolter, verwenden die meisten Laser-Beugungshersteller die oben genannten zwei Anflüge, d.h. allgemein eckige entdeckende Reichweite und kurzwellig, um Teilchen zu sortieren. Jedoch sogar Teilchen sortierend, die zehn nm im Durchmesser sind, kann nicht unter Verwendung nur dieser zwei Anflüge erzielt werden. Abbildung 2 ist eine dreidimensionale Bildschirmanzeige, die die sehr langsame eckige Variante für Teilchen zeigt. Für die Partikel, die als 200 nm, sogar indem man nimmt Nutzen der oben genannten zwei Anflüge kleiner sind, ist es noch schwierig, eine genaue Größe zu erhalten. Dann wurden zwei verschiedene Wege unter Instrumentherstellern entwickelt. Eins ist, von der gemessenen untereren Grenze zu einer sogar untereren Grenze, manchmal sogar über der theoretischen niedrigeren Bearbeitengrenze, z.B. 10 nm hinaus zu extrapolieren. Passend zu diesem, können die Daten in der extrapolierten Region falsch sein.
Der andere Anflug ist, die Polarisationseffekte des Streulichts zu verwenden. Vertikal polarisiertes Streulicht hat verschiedene Zerstreuenmuster und -Feinstrukturen von dem der horizontal polarisierten Leuchte für Teilchen. Die Taste, die von der horizontalen Zerstreuenintensität (i) fürh Teilchen charakteristisch ist, ist, dass es ein Minimum von herum 90 Grad gibt. Indem man Polarisationseffekte mit Abhängigkeit von der Wellenlänge in den großen Winkeln kombiniert, kann die niedrigere Bearbeitengrenze auf so niedrig wie 40 nm ausgedehnt werden und die theoretische Grenze fast erreichen. Dieser kombinierte Anflug bekannt als die Polarisations-Intensitäts-Differenziale Zerstreuen (PIDS)technik, die durch Beckman-Kolter patentiert wird.
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Abbildung 2. Eine 3-D Bildschirmanzeige von Mie Intensität I vonV einem Gerätenvolumen Kugeln mit dem relativen Brechungskoeffizienten m = 1,50 + 0i am λ zerstreuend = 750 nm.
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Abbildung 3., die von den verschiedenen Polarisationen Zerstreut.
Der Ursprung von Polarisationseffekten kann folgendermaßen verstanden werden (Feige. 3). Wenn ein sehr kleiner Partikel, viel kleiner als die Wellenlänge der Leuchte, in einem Lichtstrahl ist, verursacht der oszillierende elektrische Bereich der Leuchte einen oszillierenden Dipolmoment im Partikel, d.h. die Elektronen in den Atomen, welche hin und her die Partikelbewegung im Verhältnis zu dem stationären Partikel enthalten. Der verursachte Antrag der Elektronen ist in Richtung der Oszillation des elektrischen Bereichs und deshalb des Senkrechten zur Ausbreitungsrichtung des Lichtstrahls. Infolge der Querart der Leuchte, strahlt der oszillierende Dipol Leuchte in allen Richtungen ausgenommen in die Oszillationsrichtung aus; wenn der Detektor die Richtung der Oszillation gegenüberstellt, empfängt er kein Zerstreuen von den einzelnen Dipolen. Wenn der Lichtstrahl entweder in der v-Richtung oder in der h-Richtung polarisiert wird, ist die Zerstreuenintensität Iv und Ih für einen gegebenen Winkel unterschiedlich. Der Unterschied zwischen I undv I, d.h.h (I - I), v wirdh das PIDS-Signal genannt. Während Teilchengröße erhöht, lässt die Intra-partikel Störung das Partikelverhalten von dem eines einfachen Dipols abweichen und das Zerstreuenmuster wird komplexer. Für kleine Partikel ist das PIDS-Signal eine ungefähr quadratische Kurve, die bei 90 Grad zentriert wird. Für größere Partikel sehen die Musterschichten zu den kleineren Winkeln und zu den Sekundärspitzen zum zerstreuenden Faktor passend aus. Da das PIDS-Signal von der Teilchengröße im Verhältnis zu heller Wellenlänge abhängig ist, können wertvolle Informationen über eine Teilchengrößeverteilung, indem man die PIDS, eingeholt werden misst signalisieren an einigen Wellenlängen.
Abbildung 4 zeigt die Schicht im Höchstwert und die Änderung demgegenüber für Partikel von verschiedenen Durchmessern an. Außerdem weil das PIDS-Signal an den verschiedenen Wellenlängen schwankt, bietet Maß der PIDS-Signale an einigen Wellenlängen zusätzliche Zerstreueninformationen an, die verwendet werden können, um den Größenwiederherstellungsprozeß weiter weiter zu entwickeln.
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Abbildung 4. IIvh kleinen PSL im Wasser (λo = 450 nm). Punktierte Zeile: d = 150 nm; ausgestrichene Linie: d = 100 nm; und Vollinie: d = 50 nm.
Von Abbildung 4, sind die eckigen Muster für 100 nm und sogar für 50 nm-Partikel, zusätzlich zur Schicht im Schwerpunkt von Symmetrie erkennbar. Es ist durch theoretische Simulation und wirkliches Experimentieren überprüft worden, dass genaues Bearbeiten von Partikeln kleinere als ungefähr 200 nm, indem man Intensität ohne den Gebrauch von der PIDS-Technik zerstreut, schwierig und vermutlich unrealistisch ist. Die Kombination der drei Anflüge (breitere eckige Reichweite, Wellenlängenvariante und Polarisationseffekte) erhöht die genaue Kennzeichnung von Submikronpartikeln unter Verwendung der Lichtstreuung.
Abbildung 5 ist eine typische trimodal Verteilung, die in einem Laser-Beugungsexperiment unter Verwendung der PIDS-Technik an den mehrfachen Wellenlängen zurückgeholt wird (lo = 450, 600, 750 und 900 nm) und über einer eckigen Reichweite Zerstreuens mit Winkeln bis zu 144 Grad, mit (Vollinie) und ohne (ausgestrichene Linie) unter Verwendung des Polarisationseffektes. Die punktierten Zeilen zeigen die Nenndurchmesserwerte der Latizes in der Mischung, wie vom PSL-Verkäufer berichtet. Ohne die PIDS-Technik wird das kleinste Bauteil verfehlt, selbst wenn die Anwendung der Informationen an den großen Streuwinkeln und an den kurzen Wellenlängen erfasste. Abbildung 6 ist ein Rasterelektronenmikroskopie (SEM)bild der Probe, die in Abbildung 5 analysiert wird, in der drei verschiedene Größen von Partikeln gesehen werden können.
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Abbildung 5. Eine trimodal Mischung von PSL (Nenndurchmesser 83 nm, 204 nm und 503 nm mit 1:1: Verhältnis mit 1 Volumen).
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Abbildung 6. Ein elektronenmikroskopisches Bild der Probe in Abbildung 5.
Schlussfolgerungen
Durch alle drei Anflüge, kurzwelligen und der Polarisation Effekt der d.h. eckigen Reichweite, Teilchengröße allgemein verwenden so klein, wie 40 nm richtig gemessen werden können, anstelle „extrapoliert zu werden“. Es gibt kein Mischen von Technologien. Alle Signale sind vom gleichen Zerstreuenphänomen und behandelt integral in einem einzelnen Datenwiederherstellungsprozeß gerade wie in einem gewöhnlichen Laser-Beugungsmaß.
Über Beckman-Kolter
Feinmessung für Forschung, Entwicklung und Hochgeschwindigkeitsherstellung wird in einigen Industrien gefordert, um Qualitäts-, Übereinstimmungs- und Kostenmanagement sicherzustellen. Beckman-Kolter versehen die völlig integrierten, bedienungsfreundlichen Automatisierungsanlagen mit zahlreicher Qualität Anwendung-von der Teilchengröße, die Verteilung und Volumen, die zur zellulären Analyse zählen. Alle Anlagen sind konfigurierbar, spezifischen Bedarf zu erfüllen und effiziente Prozessautomatisierung für verschiedene Geschäfte zur Verfügung zu stellen.
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Diese Informationen sind Ursprungs- angepasst gewesen, wiederholt und von den Materialien, die von Beckman-Kolter bereitgestellt werden.
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