НИТУ 'МИСиС' Минобрнауки РФ TOKYO BOEKI База данных по материаловедению. Материалы XXI века
База данных по материаловедению. Материалы XXI века

5.2.3 Пространственная когерентность и размер источника

Пространственная когерентность связана с размером источника. Идеальная пространственная когерентность означает, что все электроны выходят из одной точки в источнике. Таким образом, размер источника управляет пространственной когерентностью и меньшие источники дают лучшую когерентность. Пространственная когерентность строго определяется, глядя на электронно-интерференционные полосы в эквиваленте Френелевского эксперимента с бипризмами в световой оптике. Мы можем определить расстояние dc, эффективный размер источника для когерентного освещения, как

(5.5)

где λ является длиной волны электрона и α - угол, под которым виден источник из места, где расположен образец.

Мы можем контролировать α, помещая аппертуру в систему освещения. Подставляя разумные значения для 100-кэВ электронов в уравнение 5.5 можно обнаружить, что пространственная когерентность в лучшем случае достигает только около одного нанометра. Для обеспечения максимальной когерентности, можно использовать несколько подходов:

  • сделать размер источника dc, меньшим, например, используя источник полевой эмиссии.
  • использовать меньшие апертуры осветительной системы, что позволяет уменьшить α.
  • если источник имеет большой размер (например, W нить) уменьшить ускоряющее напряжение и тем самым увеличить λ.


    • Небольшой источник электронов виден под малым углом в образце, и мы можем помочь с помощью небольших предельных отверстий. Малые пучки имеют лучшую пространственную когерентность, чем большие пучки и дают лучшее пространственное разрешение при анализе. Чем более когерентны и параллельны пучки, тем лучше качество изображения с фазовым контрастом, тем острее пики в дифракционной картине, и тем лучше дифракционный контраст изображений кристаллических образцов. Поэтому, пространственная когерентность имеет важное значение в ПЭМ.