7.1 Введение
Как уже было показано на рисунке 2.1, электронно-микроскопические изображения и дифракционные картины, являются по сути двумерным распределением плотности электронов, которое получается, при рассеивании электронов тонким образцом. Мы обнаруживаем и отображаем их по-разному, в зависимости от того, какой режим работы мы используем ПЭМ или СПЭМ. В традиционных ПЭМ, изображения и дифракционная картина статичны, т.к. пучок электронов зафиксирован, и мы можем легко спроецировать их на экран просмотра внизу колонны микроскопа. ПЭМ изображения это аналоговые изображения распределения плотности электронов в плоскости изображения объективной линзы. Мы не можем управлять изображением или его контрастом каким либо образом в промежутке, когда электроны вылетают из плоскости изображения и проецируются на экран просмотра.
Когда мы работаем, на ПЭМ в СПЭМ режиме, изображение не является статичным, оно получается в течение определенного периода времени пока небольшой зонд сканирует область в материале, которая нас интересует. В этих условиях мы можем обнаружить сигналы электронов несколькими путями. Если мы ищем сигнал вторичных электронов (ВЭ) или обратного рассеянных электронов (ОРЭ), то эти детекторы находятся в микроскопе в районе столика для образца. Если мы ищем вперед рассеянные электроны, те же, что мы видим на экране ПЭМ, то их детекторы находятся в камере просмотра ПЭМ.
Аналоговые сигналы детектированных электронов в режиме СПЭМ обычно оцифровываются и визуализируются с помощью электроннолучевой трубки (ЭЛТ). Цифровые сигналы могут, естественно, анализироваться компьютерным способом.
В стандартном режиме ПЭМ для регистрации изображения и дифракционной картины в настоящее время все чаще используются ПЗС-камеры (ПЗС-прибор с зарядовой связью), которые позволяют видеть и анализировать изображение «in situ».
Устройства детектирования и регистрации характеризуются Для сравнения свойств детектирующих и записывающих устройств обычно используется понятие «квантовой эффективности детектирования» или КЭД. Если детектор линейный, то КЭД определяется как:
(7.1)где S/N отношение сигнал/шум для выходящего или входящего сигнала. Таким образом, идеальный детектор имеет КЭД равный 1, а все практически используемые детекторы имеют КЭД <1.
Для описания того как мы видим электроны используется несколько различных терминов. Так как наши глаза не могут непосредственно увидеть электроны, мы используем для этого явление катодолюминесценции (КЛ), чтобы обеспечить взаимодействие между электронами и наши глаза. Любая система отображения электронов, которые мы видим, опирается на процесс катодолюминесценции в некоторой точке. КЛ процесс преобразует энергию электронов (катодных лучей) в энергию испускаемого видимого свет (люминесценция). В результате, любой электронный экран излучает свет пропорционально интенсивности электронов, падающих на него.