【技術實現步驟摘要】
本公開的實施方案涉及帶電粒子顯微鏡系統以及用于其操作的算法和方法。具體地，一些實施方案涉及用于包括微分相襯的微分析的技術。
技術介紹
1、在掃描透射電子顯微術(stem)中，將電子束聚焦到樣本上并生成各種信號，從這些信號導出關于樣本的特征信息。電子能量損失譜(eels)是一個示例，高角環形暗場(haadf)是另一示例。微分相襯(dpc)包括在樣本上掃描束并生成特征干涉圖，該特征干涉圖可用于導出結構信息，諸如晶體結構信息(類似于衍射方法)和鍵信息。微分相襯的優點是可以直接對構成樣本的原子的磁結構進行成像，從而提供直觀的圖像分析并從圖像中直接測量材料參數。
2、通常，使用分段檢測器實現微分相襯(dpc)，并且當束沿正向方向和反向方向掃過樣本時生成微分信號。微分信號通常是例如使用象限檢測器根據來自中心位置的相對側上的相對檢測器段的檢測器信號的差異而產生的。出于這個原因，微分相襯技術通常涉及在樣本的下游引入專門的分段檢測器，類似于將用于明場(bf)stem成像的檢測器，不同之處在于該檢測器還沿著一個或多個軸線被劃分成相對的段。與haadf相比，dpc和eels均測量由樣本的原子以相對小的角度散射的電子。以這種方式，用于dpc和eels的典型技術不能同時執行而不犧牲其中一種技術來支持另一種技術。例如，分段檢測器可包括光圈以允許散射電子的一部分穿過而到達eels光譜儀。另選地，可在樣本中的給定點上執行兩個連續測量以分別收集eels數據和dpc數據。隨著儀器分辨率的進步、要測量的材料結構的逐漸縮小以及深低溫保存技術的改進，感興趣的
技術實現思路
1、在一個方面，一種電子顯微鏡系統包括：電子源，該電子源被配置為發射電子束；顯微鏡鏡筒，該顯微鏡鏡筒與該電子源光學耦合并且被配置為從該電子源接收該電子束；和能量濾波器，該能量濾波器與該顯微鏡鏡筒耦合并且被配置為從該顯微鏡鏡筒接收該電子束的電子。該系統包括控制電路，該控制電路與該顯微鏡鏡筒和該能量濾波器可操作地耦合，該控制電路與一個或多個非暫態機器可讀存儲介質電子地耦合，該非暫態機器可讀存儲介質存儲指令，該指令當由該控制電路執行時，使得該電子顯微鏡系統執行操作。這些操作包括引導該電子束穿過設置在該顯微鏡鏡筒中的材料樣本，其中該材料樣本和該電子束的相互作用產生該電子束的散射部分。這些操作將該散射部分引導向該能量濾波器，該能量濾波器被配置為通過能量沿著分散軸線分散該散射部分并將該散射部分的子集引導向該能量濾波器的檢測器。這些操作包括使用入射在該檢測器上的該散射部分的該子集生成檢測器數據，該檢測器數據包括eels數據。這些操作還包括使用該檢測器數據生成微分相襯度(dpc)數據。
2、在一些實施方案中，生成檢測器數據包括：使該能量濾波器的一個或多個部件散焦；以及使用該檢測器生成角分辨eels(ar-eels)圖像。生成dpc數據可包括確定能量-動量坐標空間中的該ar-eels圖像的區域的第一質心。生成dpc數據可包括將該ar-eels圖像的該第一質心從該能量-動量坐標空間映射到動量-動量坐標空間。生成dpc數據還可包括確定該動量-動量坐標空間中的第二質心。
3、在一些實施方案中，生成該dpc數據還包括確定該動量-動量坐標空間中的該第二質心相對于該第一質心的參考位置的位移μ。生成該dpc數據還可包括：使用該位移生成dpc向量圖像；以及至少部分地通過對該dpc向量圖像求積分來生成該材料樣本的標量idpc圖像。
4、使該能量濾波器的該一個或多個部件散焦可包括修改該能量濾波器的一個或多個電子光學元件的一個或多個操作參數或移動該檢測器。這些操作還可包括確定角度α，該角度對應于該散射部分的該子集相對于該檢測器的檢測表面的入射角。
5、生成檢測器數據可包括使用該檢測器生成第一ar-eels圖像。生成檢測器數據可包括修改該顯微鏡鏡筒的一個或多個部件，導致經由該電子束與該材料樣本的該相互作用生成的衍射圖案的旋轉。生成檢測器數據還可包括使用該檢測器從旋轉的衍射圖案生成第二ar-eels圖像。
6、在一些實施方案中，生成dpc數據包括確定該第一ar-eels圖像中的區域的第一質心，該第一質心是針對第一能量-動量坐標空間定義的。生成dpc數據可包括確定該第二ar-eels圖像中的該區域的第二質心，該第二質心是針對第二能量-動量坐標空間定義的。生成dpc數據還可包括確定該區域的第三質心，該第三質心是針對動量-動量坐標空間定義的。該第一能量-動量坐標空間和該第二能量-動量坐標空間可基本上正交。該區域可對應于該散射部分的零損失峰。該區域可對應于該散射部分的等離子共振區域。該區域可對應于該散射部分的芯損失區域。
7、在第二方面，一個或多個非暫態機器可讀存儲介質存儲機器可執行指令，該機器可執行指令當由機器執行時，使該機器執行前述方面的操作。
8、在第三方面，一種用于生成dpc數據的方法包括前述方面的操作。該方法可由機器自動實現(例如，無需人工干預)，偽自動實現(例如，具有有限的人工干預)和/或手動實現。例如，該方法可由帶電粒子顯微鏡系統的人類用戶啟動，之后可將前述方面的操作實現為一個或多個計算機實現的算法。該方法可終止于例如從eels數據和對應的dpc數據的子集生成可視化數據的用戶動作。
9、已采用的術語和表達用作描述性術語而非限制性術語，并且在使用此類術語和表達時不意圖排除所示出和描述的特征或其部分的任何等效物，而是應認識到，在要求保護的主題的范圍內，各種修改是可能的。因此，應該理解的是，盡管已經通過實施方案和可選特征具體公開了本公開要求保護的主題，但是本領域技術人員可對本文公開的概念進行修改和改變，并且此類修改和改變被認為是在由所附權利要求限定的本公開的范圍內。
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1.一種電子顯微鏡系統，包括：
2.根據權利要求1所述的系統，其中生成檢測器數據包括：
3.根據權利要求2所述的系統，其中生成DPC數據包括：
4.根據權利要求3所述的系統，其中生成所述DPC數據還包括：
5.根據權利要求2所述的系統，其中使所述能量濾波器的所述一個或多個部件散焦包括：
6.根據權利要求5所述的系統，其中所述操作還包括確定角度α，所述角度對應于所述散射部分的所述子集相對于所述檢測器的檢測表面的入射角。
7.根據權利要求1所述的系統，其中生成檢測器數據包括：
8.根據權利要求7所述的系統，其中生成DPC數據包括：
9.根據權利要求8所述的系統，其中所述第一能量-動量坐標空間和所述第二能量-動量坐標空間基本上正交。
10.根據權利要求8所述的系統，其中所述區域對應于所述散射部分的零損失峰。
11.根據權利要求8所述的系統，其中所述區域對應于所述散射部分的等離子共振區域。
12.一個或多個非暫態機器可讀存儲介質，所述一個或多個非暫態機器可讀
13.根據權利要求12所述的介質，其中生成檢測器數據包括：
14.根據權利要求13所述的介質，其中生成DPC數據包括：
15.根據權利要求12所述的介質，其中生成檢測器數據包括：
16.根據權利要求15所述的介質，其中生成所述DPC數據包括：
17.根據權利要求16所述的介質，其中生成所述DPC數據還包括：
18.根據權利要求16所述的介質，其中所述第一能量-動量坐標空間和所述第二能量-動量坐標空間基本上正交。
19.根據權利要求16所述的介質，其中所述區域對應于所述散射部分的零損失峰。
20.根據權利要求16所述的介質，其中所述區域對應于所述散射部分的芯損失區域。
...【技術特征摘要】
1.一種電子顯微鏡系統，包括：
2.根據權利要求1所述的系統，其中生成檢測器數據包括：
3.根據權利要求2所述的系統，其中生成dpc數據包括：
4.根據權利要求3所述的系統，其中生成所述dpc數據還包括：
5.根據權利要求2所述的系統，其中使所述能量濾波器的所述一個或多個部件散焦包括：
6.根據權利要求5所述的系統，其中所述操作還包括確定角度α，所述角度對應于所述散射部分的所述子集相對于所述檢測器的檢測表面的入射角。
7.根據權利要求1所述的系統，其中生成檢測器數據包括：
8.根據權利要求7所述的系統，其中生成dpc數據包括：
9.根據權利要求8所述的系統，其中所述第一能量-動量坐標空間和所述第二能量-動量坐標空間基本上正交。
10.根據權利要求8所述的系統，其中所述區域對應于所述散射部分的零損失峰。
11.根據權利要求8所述的系統，其中所述區域對...
【專利技術屬性】
技術研發人員：S·維斯普奇，L·梅勒，W·R·J·范登布魯克，I·拉西克，
申請(專利權)人：FEI公司，
類型：發明
國別省市：
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