X-ray nanotomography is an imaging technique used to study three-dimensional structures at submicrometer length scale. The samples to be studied should be only 10s of micrometers in diameter, and ideally cylindrical. Focused ion beam milling is the most common technique used to prepare samples for nanotomography experiments, and the current technique used at the NanoMAX beamline of the MAX IV synchrotron facility. It is a time-consuming process as preparing one sample can take hours. With the aim of offering a faster, alternative sample preparation method, a CNC milling setup was developed, and is presented here. The CNC setup is based on two spindles placed on precision linear stages - one for the sample and one for the milling tool. The sample is rotated while being trimmed gently by the milling tool, resulting in a small sample cylinder. A Python script generating G-code commands controls the procedure. The setup was used to trim copper samples down to 18.5 micrometers. Further work is needed to optimize milling parameters in order to reach similar diameters for other sample materials. The developed setup offers a time-efficient, repeatable and low-cost sample preparation method for X-ray nanotomography. / Nanotomografi med röntgenstrålning är en metod som används för att urskilja och studera tre-dimensionella strukturer i material av storleksordningar mindre än 100 nanometer. Proverna behöver vara små; endast tiotals mikrometer i diameter. Det ideala provet för tomografi är cylindriskt. Fokuserad jonstrålefräsning är en vanlig metod för att preparera prover för nanotomografi, och är den metod som idag används på NanoMAX vid synkrotronljusanläggningen MAX IV. Det är en tidskrävande process; att förbereda ett enda prov tar flera timmar. Med avsikt att erbjuda en snabbare, alternativ metod för provpreparering så utvecklades ett CNC-styrt frässystem, som presenteras här. Systemet är baserat på två spolar placerade på precisionsplattformar - en för själva provet och en för fräsverktyget. Ett Python-program utvecklades som skickar kommandon i G-kod och därigenom kontrollerar precisionsplattformarnas rörelser. Provet trimmas till en viss diameter, och slutresultatet är ett nästintill cylindriskt prov som kan användas för nanotomografi. Den minsta diameter som nåddes var 18.5 mikrometer, för ett kopparprov. Ytterligare arbete krävs för att optimera parametrar för fräsproceduren för andra typer av material, för att lika små diametrar ska kunna nås. Systemet som utvecklats erbjuder en snabb, billig och repeterbar metod för att förbereda prover för nanotomografi med röntgenstrålning.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-298611 |
| Date | January 2021 |
| Creators | Messler, Olivia |
| Publisher | KTH, Tillämpad fysik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-SCI-GRU ; 2021:166 |
Page generated in 0.002 seconds