STEM

Question 1

Hva er forskjellen i bølgefunksjonen i HAADF avbildning kontra HRTEM?

Answer 1

I HRTEM så tar vi for oss sammenhengende elastisk-spredte elektroner, mens i HAADF så tar vi for oss usammenhengende elastiskspredte elektroner.

Forskjellen er derfor at i HRTEM summerte vi opp amplitudene på bølgefunksjonene, mens i HAADF summerer vi opp intensitetene fra enkelt atomer.

Question 2

Er faseforskjeller og interference relevant for HAADF?

Answer 2

Nei! Vi bryr oss kun om intensitetene til enkelt atomer. Hvert enkelt atom kan bli sett på som en selvstendig spreder fordi det er ingen konstruktiv eller destruktiv interference mellom fasen av bølgefunksjonene fra de ulike atomene.

Question 3

Hvordan er spredningsvinkelen av elektronene samlet i HAADF sammenlignet med Braggdiffraksjon?

Answer 3

En størrelsesorden i forskjell

Question 4

Hva er størrelsesforskjllen mellom den effektive størrelsen på atom spredningspotensialet og probestørrelsen brukt i TEM?

Answer 4

Atom spredningspotensialet er 0.01-0.03 nm, mens proben i en medium-spenning felt-emisjon STEM er 0.15-0.2 nm. Altså en størrelsesorden.

Question 5

Hvilken konsekvent har størrelsesorden mellom atom spredningspotensialet og probe størrelsen?

Answer 5

Det gjør at vertikale atom kolonner blir veldig skarpe objekter i planet til prøven. Bildeoppløsningen er konvolusjonen av denne delta-funsjonen med den romlige profilen til probestrømmen.

Question 6

Hvordan vil prøve tykkelsen påvirke strålebredden?

Answer 6

En tykkere prøve vil øke bredden mer.

Question 7

Hva klassifiserer vi ofte oppløsningen i HAADF avbildning med?

Answer 7

FWHM av profilen til probestrålen.

Question 8

Hvordan lages proben i HAADF avbildningen i TEM-en?

Answer 8

Objektiv linsen lager et bilde av elektronstrålen fra kilden og demagnifiserer det ned på prøveoverflaten.

Question 9

Hvordan kan du gjøre proben finere?

Answer 9

Ved å ha en høyere konvergeringsvinkel.

Question 10

Hva skjer når proben er mindre enn avstandene mellom atomene?

Answer 10

Atomkolonnene blir illuminert ettersom proben blir skannet over dem.

Question 11

Hvordan propagerer elektronene når en atomkolonne blir illuminert?

Answer 11

Vi tenker ofte at den er innesperret i en atomkolonne slik at sammenhengende interference fra andre kolonner ikke kan forekomme.

Question 12

Hva slags kontrast får vi i HAADF?

Answer 12

Z-kontrast.

Question 13

Hva slags spredning dominerer ved høy Δk i HAADF?

Answer 13

Termiskspredning

Question 14

Hvordan skaleres intensiteten i HAADF med atomnummer?

Answer 14

Rutherfordspredning dominerer og vi har en Z^{2 avhengighet dominerer.}

Question 15

Hvilke ulemper har HAADF avbildning?

Answer 15

• Krever at en høyintensitets elektronstråle er skannet over et prøveareal for et tidsintervall som risikerer kontaminering og stråleskader på materialet
• Spredningstverrsnitt er lite for lette elementer som B, C og N så HAADF eller Z-kontrast avbildning er ikke sensitiv til komposisjonsendringer i materialer med lette atomer.
• Det er ikke mulig å gjøre høyoppløselig in-situ eksperimenter hvis drift er til stede.

Question 16

Hva er med å øke den romlige oppløsningen i HAADF avbildning?

Answer 16

Stråledivergens og prøveopplinjering. Deres effekter er uavhengig kompensert for med elektronkanaliseringseffekter.

Question 17

Hvordan vil lokaliseringen av elektroner på atomkolonner påvirke hvilken spredningstype vi har?

Answer 17

Øker sannsynligheten for Rutherford siden vi vil i snitt være nærmere kjernen.

Question 18

Hva er Z og Δk avhengigheten til intensiteten i HAADF avbildning?

Answer 18

I = 4Z^2/(a02*Δk4)

Question 19

Er det inelastiske tverrsnittet likt langs atomkolonner?

Answer 19

Ja fordi en et stråleelektron langs atom kolonnen vil gi samme resultate som vår tilnærming med en planbølge.

Question 20

Vil du ha bedre eller dårligere romligoppløsning for usammenhengende eller sammenhengende avbildning?

Answer 20

Roligoppløsningn vil være best for usammenhengende avbildning med lik linsekarakteristikk fordi usammenhengende transfer function strekker seg over et større Δk

Question 21

Hva er fordelen med HAADF over HRTEM med tanke på feil i mikroskopet?

Answer 21

HAADF er mindre forstyrret av mikroskop feil som demper høy-frekvenser som er nødvendig i sammenhengende CTF.

Question 22

Hvorfor er informasjonsgrensen større i HAADF avbildning enn HRTEM?

Answer 22

Praktisk på grunn av at HAADF er begrenset av intensitene fra elektrondistribusjonen i probestrålen.

Fysisk så kommer det av at HRTEM avbildning er sensitivt etter interferensen mellom elektron bølgen sin diffrakterte og ikke-diffrakterte bølge hvor bildet er dannes av summen av bølgefunksjonene fra de ulike atomene. Små variasjoner i mikroskopet sin elektronikk kan forstyrre slik avbildning. HAADF avbildning så er usammenhengende spredning avhengig av tilstedeværelsen av reelle elektroner i et punkt i rommet, og elektrontettheten er mindre sensitiv til fluktueringer i elektronfase som skyldes mikroskop ustabilitet.

Question 23

Hva er reciprocitetsprinsippet?

Answer 23

Et optiske prinsipp som bygger på at hvis strålen som går gjennom et optisk system blir spredt elastisk så er retningen i rom og tid likegyldig, og man kan se på kilden og detektoren om hverandre. Dette gir sterk relasjon mellom TEM og STEM avbildning.

Question 24

Hvor er aberrasjonskorrektorer plassert i HRTEM og STEM?

Answer 24

• HRTEM etter stråle-prøve interaksjonen
• STEM før stråle-prøve interaksjonen.

Question 25

Hva er tre fordeler med aberrasjonskorregert STEM?

Answer 25

• Høyere romligoppløsning
• Mindre stråleskade
• Høyere strålestrøm

Question 26

Hva er tre bidrag som gjør at linser vil ha aberrasjoner?

Answer 26

I følge Otto Scherzer så vil alle rundelinser ha en positiv sfærisk og kromatisk aberrasjon hvis systemet samtidig har:
- Høyest grad av rotasjonssymmetri
- Ikke har et tidsvarierende felt
- Ikke har noen ladning langs den optiske aksen.

Question 27

Hva er disc of least confusion?

Answer 27

Det er punktet i det optiske systemet med minst bredde. Dette er ikke i det Gaussiske planet når linsene har aberrasjoner som begrenser størrelsen på det fokuserte punktet.

Question 28

Hva er Rayleigh kriteriet?

Answer 28

Minste disken du vil få i et diffraksjonsmønster.

δ_{D = 0.61 * λ/α}

Question 29

Hva er de tre laveste ordens aberrasjonene vi ofte jobber med manuelt?

Answer 29

Defokus, sfærisk og coma.

Question 30

Hva sier det første subskriptet i aberrasjonskoeffisienten?

Answer 30

Ordenen av φ avhengighet

Question 31

Hvordan fungerer aberrasjonskorrektorer sånn effektivt?

Answer 31

Vi bryter rotasjonssymmetrien til linsene og bruker heller quadruple, sextuple og octuples orienterte linser som kan danne et negativt aberrasjonsbidrag for å kansellere ut de intrinsikke. Effektivt super Scherzer!

Question 32

Hva er Zemlin Tableau metoden?

Answer 32

Man tilter til flere vinkler og tar fourier transformen av bildet for å evaluere de ulike aberrasjonene

Question 33

Hva er Ronchigrammet?

Answer 33

Det er et skyggebildet av prøven som kommer av at vi setter opp mikroskopet i STEM mode (diffraksjon) og formes av at vi bruker en stor aperture vinkel (effektivt ikke har objektiv aperturen inne?) som gir oss full overlapp av diffraksjonsdiskene. Ronchigrammet innenfor sfæren av uendelig magnifisering (innenfor informasjonsgrensen i CTF) kan vir bruke til å korrigere for aberrasjoner.

Question 34

Ved hvilke spredningsvinkler studerer