고리형 다크필드 이미징

Annular dark-field imaging

고리형 다크필드 이미징은 주사 투과 전자 현미경(STEM)에서 샘플을 매핑하는 방법입니다.이러한 이미지는 고리 모양의 암시장 [1]검출기로 산란 전자를 수집하여 형성됩니다.

기존의 TEM 다크필드 이미징은 통과하는 산란 전자만을 수집하기 위해 대물 개구부를 사용합니다.반면 STEM 다크필드 이미징은 산란전자를 메인빔과 구별하기 위해 개구부를 사용하지 않고 고리형 검출기를 사용하여 [2]산란전자만을 수집한다.이것에 의해, 종래의 암야 촬영과 STEM 암야 촬영의 콘트라스트 기구가 다르다.

고각환형 암장(HAADF) 검출기로 촬영한 페로브스카이트 산화 스트론튬 티탄산염(SrTiO3)의 원자 분해능 영상

고리 모양의 암장 검출기는 빔 주위의 고리로부터 전자를 수집하여 대상 개구부를 통과할 수 있는 것보다 훨씬 더 많은 산란 전자를 샘플링한다.이를 통해 신호 수집 효율 측면에서 유리하고 메인 빔이 전자 에너지 손실 분광기(EELS) 검출기에 전달되므로 두 가지 유형의 측정을 동시에 수행할 수 있습니다.고리형 다크 필드 이미징은 에너지 분산형 X선 분광학 획득과 병렬로 수행되며, 밝은 필드(STEM) 이미징과 병렬로 수행될 수도 있습니다.

하드

High-angle Ringular Dark-field Imaging(HAADF; 고각환형 다크필드 이미징)은 Bragg 산란 전자와 달리 매우 높은 각도로 형성된 고리 모양의 다크필드 이미지를 생성하는 STEM 기술입니다.이 기술은 샘플의 원자 번호(Z 대비 영상)[3] 변화에 매우 민감합니다.

Z가 높은 원소의 경우, 핵과 전자 빔 사이의 정전기적 상호작용이 크기 때문에 더 많은 전자가 더 높은 각도로 산란됩니다.따라서 HAADF 검출기는 Z가 높은 원자로부터 더 큰 신호를 감지하여 결과 [4][5]이미지에서 더 밝게 보이게 합니다.

이와 같이 Z에 대한 의존도가 높기 때문에(대조도는 Z에 거의2 비례함) HAADF는 Z가 낮은 재료 매트릭스에서 Z가 높은 요소의 작은 영역을 쉽게 식별할 수 있는 유용한 방법입니다.이를 염두에 두고 금속 입자의 크기와 분포의 결정이 매우 중요하기 때문에 HAADF의 일반적인 적용은 이종 촉매 연구에 있다.

결의안

HAADF STEM의 영상 분해능은 매우 높고 주로 전자 프로브의 크기에 의해 결정되며, 이는 다시 대물 렌즈의 수차, 특히 구면 수차를 보정하는 능력에 따라 달라집니다.고해상도는 후방 산란 전자(BSE)를 검출하는 것보다 유리하며, Z가 낮은 물질 매트릭스에서 Z가 높은 물질을 검출하는 데도 사용할 수 있습니다.

현미경 사양

HADF 이미징은 일반적으로 5° 이상의 각도로 산란된 전자(러터포드 산란 전자)를 사용합니다.TEM/STEM에서의 촬상에서는 최대 회절 각도가 크고 카메라 길이가 작은 TEM/STEM 시스템에 의해 최적의 HADF 촬상이 제공됩니다.이 두 가지 요인 모두 브래그와 러더포드 산란 전자 사이의 분리를 더 크게 허용합니다.

큰 최대 회절각은 많은 결정성 물질과 같이 높은 각도에서 브래그 산란을 보이는 물질을 설명하기 위해 필요합니다.높은 최대 회절각은 Bragg와 Rutherford 산란 전자 사이를 잘 분리할 수 있도록 해주므로, HAADF와 함께 사용할 수 있도록 현미경의 최대 회절각을 최대한 크게 하는 것이 중요합니다.

러더포드 산란 전자가 검출기에 닿기 위해서는 작은 카메라 길이가 필요하며, 브래그 산란 전자의 검출을 피해야 합니다.카메라 길이가 작으면 대부분의 Bragg 산란 전자가 전송된 전자와 함께 밝은 필드 검출기에 떨어지고 높은 각도의 산란 전자만 어두운 필드 [1]검출기에 떨어집니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b Otten, Max T. (1992). "High-Angle annular dark-field imaging on a tem/stem system". Journal of Electron Microscopy Technique. 17 (2): 221–230. doi:10.1002/jemt.1060170209. ISSN 0741-0581. PMID 2013823.
  2. ^ Weber, Juliane (2017). Fundamental Insights into the Radium Uptake into Barite by Atom Probe Tomography and Electron Microscopy. ISBN 978-3-95806-220-7.
  3. ^ DE Jesson; SJ Pennycook (1995). "Incoherent Imaging of Crystals Using Thermally Scattered Electrons". Proc. Roy. Soc. A. 449 (1936): 273. Bibcode:1995RSPSA.449..273J. doi:10.1098/rspa.1995.0044.
  4. ^ Nellist, P.D.; Pennycook, S.J. (2000), "The principles and interpretation of annular dark-field Z-contrast imaging", Advances in Imaging and Electron Physics, Elsevier, pp. 147–203, doi:10.1016/s1076-5670(00)80013-0, ISBN 9780120147557
  5. ^ "electron microscopy home". www.microscopy.ethz.ch. Archived from the original on 2018-08-14. Retrieved 2018-11-28.