กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดมุมสูงแบบส่องกราดสนามมืดรูปวงแหวน HAADF-STEM

กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดสนามมืดแบบส่องกราดรูปวงแหวนมุมสูง (HAADF-STEM) เป็นวิธี STEM ซึ่งรับอิเล็กตรอนที่กระจัดกระจายแบบไม่ยืดหยุ่นหรือการกระเจิงแบบกระจายความร้อน (TDS) ที่มุมสูงโดยใช้เครื่องตรวจจับสนามมืดแบบวงแหวน (ADF) (~50 ถึงเพียงพอ มุมสูง เช่น ～200 mrad) ภาพ STEM ได้มาจากการแสดงความเข้มรวมของอิเล็กตรอนในการซิงโครไนซ์กับตำแหน่งหัววัดตกกระทบ เนื่องจากมีการรายงานความเข้มของภาพ HAADF เป็นสัดส่วนกับ 1.4 ตารางต่อตารางเมตรของเลขอะตอม อะตอมหนักจะสว่างกว่า แต่สังเกตได้ยากที่อะตอมเบา ภาพ HAADF สามารถตีความได้ง่ายเนื่องจากสาเหตุหลักสองประการ
1) ไม่เกิดการกระเจิงหลายครั้งเนื่องจากส่วนตัดขวางของ TDS ที่มุมสูงที่ใช้สำหรับการถ่ายภาพมีขนาดเล็ก
2) เอฟเฟกต์การแทรกสอดของอิเล็กตรอนจะไม่เกิดขึ้นสำหรับการถ่ายภาพ (ภาพที่ไม่มีการรบกวน)
ความละเอียดของภาพ HAADF เกือบจะถูกกำหนดโดยเส้นผ่านศูนย์กลางโพรบตกกระทบบนชิ้นงานทดสอบ เครื่องมือ STEM ประสิทธิภาพสูงให้ความละเอียดดีกว่า 0.05 นาโนเมตร การใช้งานร่วมกับ EELS ซึ่งใช้อิเล็กตรอนที่ส่งผ่านรูตรงกลางของเครื่องตรวจจับ ADF ทำให้สามารถวิเคราะห์องค์ประกอบแบบคอลัมน์ต่อคอลัมน์ได้ ทุกวันนี้ STEM ฟิลด์สว่างรูปวงแหวน (ABF) และ STEM ฟิลด์มืดรูปวงแหวนมุมต่ำ (LAADF) ถูกนำมาใช้เป็นวิธี STEM เพื่อแสดงภาพอะตอมของแสงได้อย่างมีประสิทธิภาพ

รูปที่ (a) ความสัมพันธ์ระหว่างมุมกึ่งลู่เข้าหากันของลำแสงอิเล็กตรอนตกกระทบและมุมกึ่งรับของตัวตรวจจับสำหรับ HAADF-STEM มุมกึ่งมุมด้านในและด้านนอกโดยทั่วไปของเครื่องตรวจจับคือ β ตามลำดับ₁ = ～50 mrad และ β₂ = ～200 mrad ตรวจจับอิเล็กตรอนที่กระจัดกระจายอย่างไม่ยืดหยุ่นในมุมสูง ค่าของมุมบรรจบกัน α อยู่ที่ประมาณ 25 mrad สำหรับ TEM ที่แก้ไขด้วย 200 kV Cs โดยปกติแล้ว ตัวตรวจจับ ABF และตัวตรวจจับ LAADF จะอยู่ใต้เครื่องตรวจจับ HAADF

คำที่เกี่ยวข้อง