在STEM中使用像素化检测器

由JEOL美国公司。2020年10月27日

近年来，在扫描透射电子显微镜(STEM)中使用像素化探测器来获取四维数据集的速度加快，并取得了非凡的吸引力。特别是，对于STEM扫描过程中每个电子探针位置的2D收敛束电子衍射(CBED)模式的收集:这些像素化探测器也有助于所谓的4D STEM，如图1所示。

(a)与像素化STEM检测器相比的常规STEM检测器(b)

图1所示。(一)传统STEM检测器与像素化STEM检测器的比较(b)．图片来源:JEOL USA, Inc。

4D STEM数据集可实现多种信号;通过在探测器平面上应用虚拟掩模，修改相机长度和收敛角度，可以提取相应的亮场(BF)、环形暗场(ADF)、环形亮场(ABF)等。阀杆图片．

除了更传统的成像模式，差分相位反差(DPC) STEM还可以通过像素化探测器实现，测量由于样品相互作用而导致的任何入射光束偏转的大小和方向。同时还可以从4D STEM数据集中提取相位(通过ptychographic reconstruction)和应变信息。

JEOL 4DCanvas采用pnCCD传感器:由PNDetector GmbH公司生产的直接电子检测CCD。4DCanvas像素化检测器具有高帧率能力和几乎100%的量子效率，提供快速、高灵敏度的4D数据集采集。特别是，当考虑从1000帧/秒(全帧读出)到7500帧/秒(四倍装箱)的帧速率时，一个256x256像素的扫描可以在不到10秒内完成。

相应的电子探针停留时间在1 ms - 133 ms之间。高帧率能力对于4D STEM数据集至关重要，因为检测器的速度旨在接近传统STEM图像采集的速度。

下面展示了Lorentz和Ptychographic重建的例子。值得注意的是，4DCanvas的位置在观察室下方，因此可以使用更传统的方法同时获取4D STEM数据集ADF干细胞信号．

(a) Ni薄膜的Lorentz TEM图像，详细描述磁畴壁;(b)在DPC STEM中获取的(a)中同一区域的磁场图。入射光束通过铁磁样品时的偏转可以在4D STEM数据集中探头位置记录的CBED模式中捕获。这种位移的大小和方向可以直接测量，如图所示

图2。(一)镍薄膜的洛伦兹TEM图像，详细描述了磁畴壁;(b)(a)中同一区域的磁场图，在DPC STEM中获取。入射光束通过铁磁样品时的偏转可以在4D STEM数据集中探头位置记录的CBED模式中捕获。这种位移的大小和方向可以直接测量，如图所示。图片来源:JEOL USA, Inc。

石墨烯ADF STEM图像(a)，以及经过Ptychography重建的4D数据集(b)。Ptychography是重建弱相物体(如石墨烯)的有效方法。在这种情况下，两个信号是同时采集的。

图3。石墨烯ADF STEM图像(一)，并对四维数据集进行ptychographic重建(b)．叠片法是重建像石墨烯这样的弱相物体的有效方法。在这种情况下，两个信号是同时采集的。图片来源:JEOL USA, Inc。

参考文献

r .佐川曾JEOL新闻52 (1)(2017) 53-57。
r .佐川et al。，Microsc。Microanal。24(增刊)1(2018) 198 - 199。

这些信息来源于JEOL USA, Inc.提供的材料。亚博网站下载

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引用

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美国心理学协会
JEOL美国公司. .(2020年10月28日)。在STEM中使用像素化检测器。AZoM。于2021年7月31日从//www.washintong.com/article.aspx?ArticleID=19694检索。
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JEOL美国公司. .“在STEM中使用像素化探测器”。AZoM．2021年7月31日。< //www.washintong.com/article.aspx?ArticleID=19694 >。
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JEOL美国公司. .“在STEM中使用像素化探测器”。AZoM。//www.washintong.com/article.aspx?ArticleID=19694。(2021年7月31日通过)。
哈佛大学
JEOL美国公司. .2020.在STEM中使用像素化检测器．viewed september 21, //www.washintong.com/article.aspx?ArticleID=19694。