Metripol双折射显微镜技术 - 一种定性和定量显微镜技术

主题涵盖

背景

什么是双折射?

如何在正常偏振显微镜中观察到双折射?

Metripol技术

Metripol技术如何工作?

多重设施

应用程序

钻石的应变分析

工业钻石的菌株源

分析工业钻石中的菌株

阶段过渡研究

钛酸钠铋中的相转变

用于Metripol系统的其他使用领域

总结

背景

直到最近,用于测量双折射的技术几乎没有利用使用具有白光和交叉的波兰的标准偏振显微镜进行的观察来改变,这可以导致样品图像中的着色干涉图案。为了避免这种情况,新的Metripol技术使用单色光与旋转偏振器和圆形分析仪一起进行透明微观样本的定性和定量测量。它在许多领域具有有用的应用,包括分析工业钻石中的应变,晶体中的相转变,以及骨骼中胶原蛋白和羟基磷灰石分布的分析。

什么是双折射?

双折射(也称为双折射)的现象是光学各向异性的结果,并且可以被描述为给定光束的两个折射率之间的差,这取决于进入光的偏振的方向。通过广泛的材料展示Birefiring,包括所有晶体(除了立方称的晶体除外),液晶,玻璃和经过机欧洲杯足球竞彩械菌株的塑料。它还发生在其中底层晶体结构的材料可以欧洲杯足球竞彩使其原子以其形成引起光学各向异性的各向异性结构。

如何在正常偏振显微镜中观察到双折射?

在正常偏振显微镜中看到的双折射颜色从光通过样品的三个效果 - 强度分布的组合,双折射的大小和指示器的取向(φ)。为了获得双折射的精确图像并确定其值,必须将样品旋转成多个位置并通过插入不同的补偿结晶板来有效地取消样品的双折射来确定双折射的大小。对于具有众多取向的复杂样本,这种方法非常耗时。

Metripol技术

迈克盖尔教授在英国牛津大学的工作进入了晶体结构与物理性质之间的关系,开发了一种完全不同的双射流成像方法。研究小组希望创建一个系统,可以进行图像,分析和最重要的量化双折射。英国与牛津冷冻系统的合作导致MetriPol作为商业分析技术。

Metripol技术如何工作?

Metripol显微镜在几秒钟内以图像的形式产生样本的定量双折射数据。该系统包括改进的偏振显微镜,旋转偏振器,宽带可调波片和偏光器(圆形分析仪)。集成的软件套件用于控制测量过程并分析所得到的图像。

使用单色光并且使用CCD摄像机以不同的角度收集图像,因为偏振器旋转,这使得可以分离通常叠加在常规偏振显微镜中的双折射,取向和透明度。然后,软件生成三个单独的图像,其中使用假颜色分别表示这些组件。该软件还允许通过要生成的图像进行直方图和配置文件。可以从图像的所选区域报告平均值,从而可以研究图像中的任何地方的特定数量的进度 - 例如温度的函数。

多重设施

多重设施允许创建一系列可以扫描的图像,以便在图上绘制顺序值或制作过程的AVI视频文件。可以使用外部源自动相位,例如加热或冷却阶段。

应用程序

Metripol系统已经用于广泛的应用,从分析骨骼中的胶原蛋白分布,以研究矿物的光学性质,说明其多功能性。

钻石的应变分析

作为立方晶体,金刚石通常不是双折射,并且是光学各向同性的。然而,杂质引入的金刚石中的菌株,生长或施加应力期间的限制,使得结构各向异性并导致双折射。

工业钻石的菌株源

使用HPHT和CVD生产钻石和CVD会导致机械菌株引入,这可以显着改变其造成孪生,晶体缺陷和弱点的物理性质。然而,在某些情况下,应变的引入实际上可以加强金刚石,使其易于裂解易感。这里,Metripol技术已被用于产生关于不同形式的金刚石的定性和定量信息,包括具有氮杂质的人工生长的金刚石,薄膜(CVD)金刚石和金刚石宝石。

分析工业钻石中的菌株

在图1A所示的人工生长的金刚石中,氮在金刚石的生长期间积聚。钻石从一块微小的种子(中心)的平板(111)板(右下方,左下角,左上)。在扇区接口处存在轻微的晶格未对准,这允许氮气掺入。与氮的存在一起使未对准导致导致光学各向异性的菌株的积聚。在透射图像中,中心的对比度是由氮的吸收引起的。双折射图像,图2b表示钻石的不同部件中的应变的大小,紫色表示最低值。方向图像中的颜色如图1c,指示了一个指示器轴的方向,并显示该轴在所有地方朝向钻石的中心点。

氮杂物 - 金属,陶瓷,聚合物和复合材料 - 钻石中的应变分析

图1.(a)透射图像在氮引起的中心显示的吸收。(b)由与生长界限相关的菌株引起的双折射。(c)取向图像,除了颜色尺度之外,应变取向以短线标记。

阶段过渡研究

对阶段过渡的研究是材料科学的重要领域,不仅在自己的权利,而且在其在工业应用中的重要性。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球Metripol专为以下相转换而明确地开发,因此结果非常适合本申请。使用Metripol,可以识别结晶双胞胎,并且在某些情况下,将它们的对称性与分离它们的畴壁的取向一起测定。

当晶体被精确地切割并放置在加热阶段时,通常可以通过确定晶体中可见的不同双域的数量和每个域中的指示器的方向来识别晶体中的哪个相位。可以通过双界的外观或分析双折射的变化作为不同温度的函数来精确确定相位转变。

钛酸钠铋中的相转变

这里显示的相转移研究已在Na上进行0.50.5tio.3.(NBT)晶体,图2.图2A示出了590℃的纯度立方相1,其显示具有随机取向的低双折射。在548°C,图2b,四边形阶段II开始出现,尤其是在定向图像中。图2c显示了纯四方阶段II - 注意交叉特征的中央部分中的不同双折射。在196°C,图2D,菱形 - 四方共存区域开始形成,菱形阶段III开始出现在定向图像中。rhombohedral-四方共存的结束发生在151°C,图2e。在该阶段,四方阶段II几乎消失,并且仅在定向图像中可区分。在31°C,图2F,纯菱面向相III是可见的,而四方双结构的残余迹象仍然存在于定向图像中。

氮杂金属,陶瓷,聚合物和陶瓷:使用Metripol双折射显微镜的相转移研究在Na0.5bi0.5tio3(NBT)晶体上进行。

图2。使用metripol的相转移研究在na上进行0.50.5TIO.3.(NBT)晶体。

用于Metripol系统的其他使用领域

Metripol系统已被钻石研究等多样化的研究组采用,研究多态药物,工程和生物学研究。最令人兴奋的发展之一是蛋白质晶体学,其中与牛津和沃里克大学合作的研究开始表明,MetriPol可以是确定晶体质量和早期结晶生长的有用工具。地球科学中存在其他令人兴奋的应用,作为识别岩石部分中的矿物的援助。欧洲杯线上买球

总结

透明材料双折射的定性和定量成像可以在药物发现,材料科学和生物学研究领域的广泛研究中增加极为宝贵的数据。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球Metripol成像系统为收集此类数据的问题提供了优雅的解决方案。

主要作者:凯特教皇

资料来源:材料世欧洲杯足球竞彩界,卷。11,不。3,PP。2003年3月18日至20日。

有关此来源的更多信息,请访问材料研究所,矿物质和采矿欧洲杯足球竞彩

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