EBSD-Simulation¶

Der EBSD-Simulator simuliert die mittels Elektronenrückstreubeugung (EBSD) in einem Rasterelektronenmikroskop (REM) erhaltenen Beugungsmuster — Kikuchi-Muster — anhand dynamisch-theoretischer Berechnungen. Er berechnet die Winkel-/Energie-/Tiefenverteilung der rückgestreuten Elektronen (BSE) mittels einer Monte-Carlo-Simulation, erstellt ein dynamisches (Bloch-Wellen-)Master-Muster des Kristalls und projiziert es für die aktuelle Kristallorientierung auf den Detektor.

Das Fenster besitzt drei Spalten.

Links : Simulationsbedingungen. Die Registerkarten wählen Geometrie (Proben-/Detektorgeometrie und eine 3D-Ansicht), BSE-Verteilung (Verteilungen der rückgestreuten Elektronen) und Overlays (Kikuchi-Linien und weitere Beschriftungen).
Mitte : das EBSD-(Kikuchi-)Muster für die aktuelle Kristallorientierung.
Rechts : das orientierungsunabhängige Master-Muster (2D-Projektion und 3D-Kugel).

Tastatur- & Maus-Kurzbefehle¶

Die zentrale EBSD-(Kikuchi-)Musteransicht und die rechtsseitigen Master-Muster-Ansichten reagieren auf unterschiedliche Mausaktionen.

Kurzbefehl	Aktion
`F1`	Diese Seite des Online-Handbuchs öffnen
Muster nahe der Mitte links ziehen	Kristall kippen
Im äußeren Bereich des Musters links ziehen	Kristall drehen
Doppelklick auf das Muster	Die Detektor-Teilzelle unter dem Cursor auswählen und ihre Statistik anzeigen
In einer 3D-Ansicht (Geometrie / Master-Kugel) links ziehen	Drehen
Rechts ziehen oder Mausrad in einer 3D-Ansicht	Zoomen
`CTRL` + Rechtsdoppelklick in einer 3D-Ansicht	Orthografisch / perspektivisch umschalten
Ziehen / Mausrad auf dem 2D-Master-Muster	Bild verschieben / zoomen

Die 3D-Ansichten verwenden die standardmäßige Ansichtsnavigation von ReciPro (Verschieben deaktiviert).

→ Siehe 21. Tastatur- & Maus-Kurzbefehle für einen Überblick über alle Fenster.

Arbeitsablauf¶

Das Drücken von Master-Pattern erstellen führt die folgenden Schritte der Reihe nach aus.

Monte-Carlo-BSE-Simulation : Anhand der aktuellen Kristallzusammensetzung, Dichte, Beschleunigungsspannung und Probenkippung werden etwa 2,5 Millionen Elektronen innerhalb der Probe verfolgt (elastische Streuung: Mott/NIST-Wirkungsquerschnitte; inelastische Streuung: Modell der dielektrischen Antwort). Dies liefert die gemeinsame Verteilung von Eindringtiefe × Austrittsrichtung × Austrittsenergie der rückgestreuten Elektronen.
Automatische Bereichswahl : Aus dieser Verteilung werden der Energiebereich (von der Einfallsenergie bis etwa zum 80. Perzentil des Energieverlusts) und der Tiefenbereich (bis etwa zum 99. Perzentil der Eindringtiefe), die in der dynamischen Berechnung verwendet werden, automatisch festgelegt.
Master-Muster-Erstellung : Für jede Energie und Tiefe wird das dynamische Beugungsproblem (Bloch-Wellen) gelöst und über die Kugel der Richtungen integriert, gewichtet mit der Monte-Carlo-Verteilung, um die Rückstreubeugungsintensität in jeder Richtung zu liefern. Das Ergebnis wird auf einem flächentreuen (Rosca–Lambert-)Gitter gespeichert.
Projektion auf den Detektor, mit Gewichtung : Für die aktuelle Kristallorientierung wird die Intensität für die von jedem Detektorpixel aufgespannte Richtung im Master-Muster nachgeschlagen und als Kikuchi-Muster gezeichnet, optional gewichtet mit der BSE-Winkel-/Energieverteilung.

Die Energie- und Tiefenbereiche werden in den Schritten 1–2 automatisch festgelegt, können aber vor der Erstellung manuell angepasst werden.

REM-EBSD-Einstellungen¶

SEM- & Probenbedingungen¶

Energy : Beschleunigungsspannung des einfallenden Strahls (keV).
Wavelength : Elektronenwellenlänge (Å), gekoppelt an Energy.
Sample tilt : Probenkippwinkel (typisch 70°). Die starke Kippung bei EBSD erhöht die Ausbeute an rückgestreuten Elektronen.

EBSD-Geometrie¶

Detektorkippung : Kippung des Detektors (Leuchtschirm).
Detektorradius : Radius des Detektors (mm); legt das Winkelsichtfeld des gezeichneten Musters fest.
Detektorzentrum : Position (Y, Z) der Detektormitte relativ zum Strahlauftreffpunkt (mm).

Die Geometrie lässt sich in der 3D-Ansicht auf der Registerkarte Geometrie inspizieren.

Die graue Platte ist die Probe, der grüne Zylinder/Kegel ist der Detektor, und das violette +Z (=beam) ist der einfallende Strahl. Die Kristallachsen a / b / c (fest mit der Probe verbunden) werden ebenfalls angezeigt. Die Schaltflächen Vogelperspektive, Flächennormale, X-Achse (Drehachse) und Z-Achse (Strahlrichtung) richten die Ansicht an Standardrichtungen aus. Siehe Anhang A1. Koordinatensysteme für die Definitionen der Koordinatensysteme.

BSE-Verteilung¶

Die Registerkarte BSE-Verteilung zeigt die Monte-Carlo-Verteilungen der rückgestreuten Elektronen. Verwenden Sie Simulieren, um sie neu zu berechnen.

Stereonet : Winkelverteilung (Histogramm der Austrittsrichtungen) der rückgestreuten Elektronen. Die Mitte ist die Oberflächennormalenrichtung, und die gelb/orangefarbene Umrandung markiert den vom Detektor aufgespannten Bereich. Achsen zeichnen überlagert die Kristallachsen, und die Farbskala (Min/Max, Auflösung, Farbe) ist einstellbar.
ΔE (keV) : Energieverlustverteilung der rückgestreuten Elektronen.
Depth (nm) : Verteilung der endgültigen Austrittstiefe der rückgestreuten Elektronen.

Diese Verteilungen werden von derselben Monte-Carlo-Engine wie bei Elektronenbahnen berechnet und dienen der Gewichtung des Master-Musters.

Overlays¶

Die Registerkarte Overlays konfiguriert die auf dem EBSD-Muster gezeichneten Beschriftungen.

Background color : Hintergrundfarbe.
Detektorumriss : die Detektorumrandung. Kreis anzeigen (Umfang) / Raster anzeigen (Gitter).
Kikuchi-Linien anzeigen : Kikuchi-Linien zeichnen. Linienbreite / Farbe sowie Strukturfaktoren auf Kikuchi-Linien-Intensität anwenden.
Kikuchi-Linien-Indizes anzeigen : Indizes der Kikuchi-Linien (Bänder) anzeigen.
Zonenachsen-Indizes anzeigen : Zonenachsenindizes anzeigen.
Kikuchi-Linien-Kriterien : welche Kikuchi-Linien gezeichnet werden: Strukturfaktor (die obersten N nach Strukturfaktor) oder 1/d-Grenzwert (jene mit 1/d unterhalb eines Schwellenwerts).
Texteinstellungen : Textgröße / Farbe der Indexbeschriftungen.

Master-Muster¶

Das Master-Muster ist die Rückstreubeugungsintensität über alle Richtungen, im Voraus durch die dynamische Theorie mit Build Master Pattern berechnet.

2D-Ansicht (links) : flächentreue Projektion einer Halbkugel. Halbkugel wählt die projizierte Halbkugel (+Z / −Z).
3D-Ansicht (rechts) : eine Kugel mit darauf abgebildeter Intensität. Sie kann mit der Maus gedreht werden, und ein Einschub oben rechts zeigt die synchronisierten Kristallachsen (a/b/c). Achsenbeschriftungen / Achsenpfeile schalten die Beschriftungen/Pfeile um, und Blick entlang blickt entlang einer gewählten Zonenachse [u v w].
Min / Max, Polarity, Color : angezeigter Intensitätsbereich, Polarität und Farbskala.
Energy / Depth-Schieberegler : wählen die anzuzeigende Energie-/Tiefenscheibe.
Jede Ansicht kann mit Kopieren in die Zwischenablage übertragen werden.

Parameter der dynamischen Simulation¶

Number of diffracted waves : Anzahl der in die Bloch-Wellen-Berechnung einbezogenen gebeugten Strahlen (Wellen). Mehr Wellen sind genauer, aber langsamer.
Raster : Auflösung des Master-Muster-Gitters (Standard 256).
Energy from … to … with step of … : integrierter Energiebereich und Schrittweite (keV); aus dem Monte-Carlo-Ergebnis automatisch festgelegt.
Thickness from … to … with step of … : integrierter Tiefenbereich und Schrittweite (nm); ebenfalls automatisch festgelegt.
Nicht-lokales Absorptionsmodell verwenden : die nicht-lokale Absorptionsform verwenden.
TDS-Hintergrund einbeziehen : den Untergrund der thermisch-diffusen Streuung (TDS) einbeziehen.

EBSD-Muster¶

Das zentrale Feld zeigt das EBSD-(Kikuchi-Band-)Muster für die aktuelle Kristallorientierung.

Dynamisches EBSD-Muster anzeigen (Master-Pattern erforderlich) : projiziert das erstellte Master-Muster auf den Detektor.
Overlays anzeigen : zeichnet die Overlays (unten), etwa Kikuchi-Linien und Indizes.
Ausgabeparameter
Bild mit BSE-Winkel-/Energieverteilungen anzeigen : ist diese Option aktiviert, wird das Muster durch Gewichtung mit der BSE-Verteilung (Energie, Tiefe, Richtung) statt einer einzelnen Scheibe zusammengesetzt.
Energy / Depth : ist das Obige deaktiviert, wählt dies die anzuzeigende Energie-/Tiefenscheibe.
Brightness (Min/Max), Polarity, Color : Helligkeitsbereich, Polarität und Farbskala.
Kopieren : kopiert das Muster in die Zwischenablage.

Siehe auch¶

Elektronenbahnen — Monte-Carlo-Elektronenbahn- / BSE-Simulation, die zur Winkel-/Energie-/Tiefengewichtung verwendet wird.
Beugungssimulator — dynamische (Bloch-Wellen-)Elektronenbeugung.
Anhang A1. Koordinatensysteme — Definitionen der Proben-/Detektorkoordinatensysteme.