Оглавление
- 1 Сканирующая просвечивающая электронная микроскопия
- 1.1 История и развитие STEM
- 1.2 Особенности STEM
- 1.3 Коррекция аберраций
- 1.4 Детекторы и режимы визуализации
- 1.5 Универсальные детекторы и спектроскопия
- 1.6 Количественная сканирующая просвечивающая электронная микроскопия (QSTEM)
- 1.7 Электронная микроскопия и материаловедение
- 1.8 Методы QSTEM
- 1.9 Применение QSTEM
- 1.10 Анализ QSTEM
- 1.11 Другие методы STEM
- 1.12 Полный текст статьи:
- 2 Сканирующая трансмиссионная электронная микроскопия
Сканирующая просвечивающая электронная микроскопия
-
История и развитие STEM
- Первый STEM был построен в 1938 году Манфредом фон Арденне.
- В 1970-х годах Альберт Кру разработал полевой эмиссионный пистолет и линзу объектива для STEM.
- В конце 1980-х и начале 1990-х годов разрешение STEM достигло более 2 Å.
-
Особенности STEM
- STEM фокусирует электронный луч на тонком пятне и сканирует его по образцу.
- Растрирование луча позволяет использовать Z-контрастную кольцевую визуализацию и спектроскопическое картирование.
- STEM требует стабильной обстановки для получения изображений с атомарным разрешением.
-
Коррекция аберраций
- Корректор аберраций позволяет фокусировать электронные зонды до субангстремовых диаметров.
- Разрешение STEM с коррекцией аберраций достигло 1,9 Å в 1997 году и 1,36 Å в 2000 году.
-
Детекторы и режимы визуализации
- Кольцевое темное поле: изображения формируются за счет рассеянных электронов, падающих на кольцевой детектор.
- Яркое поле: детекторы расположены на пути прохождения электронного луча.
- Дифференциальный фазовый контраст: основан на отклонении луча электромагнитными полями.
-
Универсальные детекторы и спектроскопия
- 4D STEM: детекторы регистрируют полную картину дифракции электронов.
- Спектроскопия потерь энергии электронов (EELS): измерение энергии электронов, теряемой в образце.
- Энергодисперсионная рентгеновская спектроскопия (EDX): анализ состава и элементного картирования.
- Дифракция электронов сходящимся пучком (CBED): получение информации о кристаллической структуре.
-
Количественная сканирующая просвечивающая электронная микроскопия (QSTEM)
- Метод для количественного анализа образцов.
-
Электронная микроскопия и материаловедение
- Электронная микроскопия ускоряет исследования в материаловедении.
- STEM позволяет количественно оценивать свойства материалов.
- Методы QSTEM устраняют пробелы в наблюдениях.
-
Методы QSTEM
- QSTEM использует HAADF для определения положения и постоянных решетки.
- Метод позволяет измерять структурные свойства, такие как деформация и угол сцепления.
- QSTEM сравнивает экспериментальные данные с теоретическими расчетами.
-
Применение QSTEM
- QSTEM измеряет межатомные расстояния и искажения кристаллической решетки.
- Метод применим к дифракционным картинам для оценки симметрии.
- QSTEM важен для изучения взаимосвязи между структурой и свойствами.
-
Анализ QSTEM
- Анализ выполняется с помощью программного обеспечения и языков программирования.
- Препятствие — приобретение высокоточного электронного микроскопа.
- Универсальные задачи требуют освоения языков программирования.
-
Другие методы STEM
- Стволовая томография восстанавливает трехмерную структуру образца.
- Cryo-STEM позволяет изучать летучие образцы при низких температурах.
- In situ/экологический STEM изучает реакции частиц в газовой среде.
- Жидкофазная электронная микроскопия исследует наночастицы и биологические клетки в жидких средах.
- Низковольтный STEM увеличивает контрастность изображений и снижает необходимость окрашивания биологических образцов.