Stanovení prostorového rozlišení skenovacího transmisního elektronového mikroskopu (STEM) v kontinuálním a pulzním režimu

Vedoucí: doc. RNDr. Martin Kozák, Ph.D., KCHFO

Cílem tohoto projektu je stanovit a porovnat prostorové rozlišení skenovacího transmisního elektronového mikroskopu (STEM) vybaveného pixelovým detektorem elektronů za dvou provozních podmínek: v režimu nepřetržitého (DC) elektronového svazku a v režimu pulzního elektronového svazku spouštěného femtosekundovým laserem. V režimu DC pracuje elektronový svazek nepřetržitě, zatímco v laserem spouštěném režimu generuje pulzní laser elektronové pulzy v řízených časových intervalech, což umožňuje časově rozlišená měření. Ačkoli laserové spouštění umožňuje časovou kontrolu nad elektronovým svazkem, generování elektronových pulzů může ovlivnit efektivní prostorové rozlišení v důsledku změn proudu elektronového svazku, délky pulzu, interakcí mezi elektrony a statistiky signálu. Tento experiment bude zkoumat, zda a do jaké míry se prostorové rozlišení mezi těmito dvěma režimy liší za srovnatelných experimentálních podmínek.

Experimentální metodika a očekávané výsledky: Vhodný referenční vzorek obsahující jasně definované nanometrové prvky nebo ostrou hranu bude nasnímán pomocí STEM jak v režimu DC, tak v režimu spouštěném laserem. Prostorové rozlišení bude kvantitativně charakterizováno na základě profilu kontrastu napříč vybranou hranou na pořízených snímcích. Bude použito standardní kritérium rozlišení hrany, které definuje rozlišení jako vzdálenost mezi dvěma pozicemi, v nichž normalizovaný kontrast snímku klesá z 65 % na 35 %. Tato vzdálenost bude extrahována z odpovídajících profilů kontrastu pro oba provozní režimy a porovnána za kontrolovaných nebo zdokumentovaných podmínek snímání. Experiment poskytne studentovi praktické zkušenosti v oblasti ultrarychlé elektronové mikroskopie, snímkování, analýzy dat z pixelových detektorů, hodnocení kontrastu a kvantitativního měření prostorového rozlišení.

Literatura:

[1] S. J. Pennycook and P. D. Nellist (eds.), Scanning Transmission Electron Microscopy: Imaging and Analysis, Springer, New York (2011).