Просвечивающая электронная микроскопия с энергетической фильтрацией

Просвечивающая электронная микроскопия с энергетической фильтрацией ( EFTEM ) — это метод, используемый в просвечивающей электронной микроскопии , в котором для формирования изображения или дифракционной картины используются только электроны с определенной кинетической энергией. Этот метод можно использовать для облегчения химического анализа образца в сочетании с дополнительными методами, такими как электронная кристаллография.

Принцип

Если очень тонкий образец осветить пучком электронов высокой энергии, то большая часть электронов беспрепятственно пройдет через образец, но некоторые будут взаимодействовать с образцом, рассеиваясь упруго или неупруго ( фононов рассеяние , рассеяние плазмонов или внутренняя оболочка). ионизация ). Неупругое рассеяние приводит как к потере энергии, так и к изменению импульса, что в случае ионизации внутренней оболочки характерно для элемента в образце.

Если электронный луч, выходящий из образца, пропустить через магнитную призму, то траектория полета электронов будет меняться в зависимости от их энергии. Этот метод используется для формирования спектров в спектроскопии потерь энергии электронов (EELS), но также можно разместить регулируемую щель, пропускающую только электроны с определенным диапазоном энергий, и преобразовать изображение, используя эти электроны, на детекторе.

Энергетическая щель может быть отрегулирована так, чтобы пропускать только те электроны, которые не потеряли энергию, для формирования изображения. Это предотвращает влияние неупругого рассеяния на изображение и, следовательно, обеспечивает повышенную контрастность изображения.

Настройка щели таким образом, чтобы она пропускала только электроны, потерявшие определенное количество энергии, может быть использована для получения элементночувствительных изображений. Поскольку сигнал ионизации часто значительно меньше фонового сигнала, обычно необходимо получить более одного изображения с различными энергиями, чтобы устранить фоновый эффект. Самый простой метод известен как метод коэффициента скачка , при котором изображение, записанное с использованием электронов с энергией максимума пика поглощения, вызванного ионизацией определенной внутренней оболочки, делится на изображение, записанное непосредственно перед энергией ионизации. Часто необходимо перекрестно коррелировать изображения, чтобы компенсировать относительный дрейф выборки между двумя изображениями.

Улучшенные карты элементов можно получить, сделав серию изображений, что позволяет провести количественный анализ и повысить точность картирования, когда задействовано более одного элемента. Сделав серию изображений, также можно извлечь профиль EELS из отдельных объектов.

См. также

• Просвечивающая электронная микроскопия

Дальнейшее чтение

• Уильямс Д.Б., Картер С.Б. (1996). Просвечивающая электронная микроскопия: Учебник материаловедения . Издательство Kluwer Academic / Plenum. ISBN  0-306-45324-Х .
• Ченнинг. К. Ан, изд. (2004). Спектрометрия потерь энергии трансмиссионных электронов в материаловедении и EELS ATLAS . Вайли-ВХК. ISBN  3-527-40565-8 .
• Ф. Хофер, П. Варбихлер и В. Гроггер, Визуализация выделений нанометрового размера в твердых телах с помощью электронной спектроскопии , Ультрамикроскопия, том 59, выпуски 1–4, июль 1995 г., страницы 15–31.

Внешние ссылки

• Режимы визуализации EFTEM Carl Zeiss
• База данных отпечатков пальцев тонкой структуры EELS в Корнелле.