Лабораторная работа №5. Получение STEM изображения, коррекция астигматизма. Получение светлопольного и темнопольного изображения в STEM режиме
Кольцевой детектор темного поля
Вместо того чтобы использовать детектор светлого поля, для получения темнопольных изображений, мы обычно используем кольцевой детектор, который окружает детектор светлого поля, и все рассеянные электроны попадают на этот детектор. Этот процесс называется получение кольцевого темнопольного (КТП) изображения и он имеет определенные преимущества, зависящие от механизма образования контраста в образце. Как показано на рисунке 4.A, детектор КТП находится на оптической оси и имеет отверстие в середине, внутри которого находится детектор светлого поля. Полученное изображение КТП в этом простом примере (рис. 4.C) является дополнением к светлопольному изображению(рис. 4D).
Также существует другой кольцевой детектор, который находится вокруг КТП детектора и собирает электроны, рассеянные на еще большие углы, получая так называемые большеугловые КТП (или Z-контраст) изображения, в которых макисмально выражено рассеяние Резерфорда, а эффект дифракционного контраста сглажен.
Так же эта идея может быть развита дальше и можно изготавливать детекторы любого размера или формы. Например, мы можно создать детектор, в котором кольцо разделено на две половинки или четыре квадранта и электрически изолироанные друг от друга. Тогда мы можем формировать различные изображения из электронов, которые падают на различные части детектора.
Увеличение в СПЭМ
Все СПЭМ изображения, которые мы только что описали появляются на экране компьютера с каим-либо увеличением, которое контролируется размером сканируемого участка на образце, а не линзами ПЭМ. Это фундаментальное различие между растровым и статическим изображениями. Так как изображения полученные сканированием не увеличивается линзами, то на них не влияют аберрации линз системы формирования изображения. Однако, на них влияют аберраций, от которых зависит размер самого зонда, т.е. аберации системы освещения. Поэтому СПЭМ изображения могут быть улучшены путем введения корректоров аберраций в осветительную систему.
Если область сканирования на образце составляет 10 мм х 10 мм, а результирующее изображение отображается на экране компьютера, с площадью 100 мм х 100 мм, то увеличение изображения составит x10 раз. Если размер сканирования уменьшается до 1 мм, увеличение на том же экране x100 раз, и так далее, вплоть до увеличений свыше x107, которые являются обыкновенными в специализированных СПЭМ. Как и в ПЭМ, нам необходимо калибровать увеличения в СПЭМ и длину камеры, которую мы используем для получения изображений.
