CBED-Simulation¶
Die CBED-Simulation (Convergent-Beam Electron Diffraction) berechnet und zeigt Beugungsbilder mit konvergenter Beleuchtung mithilfe der Bloch-Wellen-Methode (Bethe) an. CBED-Bilder zeigen Beugungsscheiben statt Reflexpunkten und enthalten reichhaltige Informationen über Kristallsymmetrie, Dicke und Struktur.
Diese Seite listet alle Einstellungen des speziellen Fensters auf, das sich öffnet, wenn Sie im Beugungssimulator Wavelength = Electron und Incident beam = Convergence (CBED, electron only) auswählen. Beim Umschalten des einfallenden Strahls auf Konvergenz wird Intensity calculation automatisch auf Dynamical gesetzt, und dieses CBED-Einstellungsfenster öffnet sich. Zum Zeichnen und Speichern von Beugungsbildern sowie zu weiteren Vorgängen, die für den Beugungssimulator gemeinsam gelten, siehe die Übersichtsseite.
GUI-Bedingungen: Wave Length = Electron · Incident beam = Convergence (CBED, electron only) · Intensity calculation = Dynamical (automatisch)
Eingabeparameter¶
| Parameter | Beschreibung | Standard / Typisch |
|---|---|---|
| Mode | CBED: Standardbild mit konvergenter Beleuchtung, bei dem jede Scheibe einem Reflex entspricht, mit der durchgehenden Scheibe (000) im Zentrum. LACBED (Large-Angle CBED): Bild mit konvergenter Beleuchtung und großem Winkel, bei dem sich die Scheiben verschiedener Reflexe überlappen. Nützlich zur Beobachtung von HOLZ-Linien (higher-order Laue zone) und Symmetrie | CBED |
| Convergence semi-angle (mrad) | Halbwinkel des Konvergenzkegels des Strahls. Bestimmt die Größe jeder Beugungsscheibe (der Scheibendurchmesser im reziproken Raum entspricht \(2\alpha\)) | 5–30 mrad |
| Disk resolution (mrad/px) | Winkelauflösung innerhalb jeder Scheibe. Kleinere Werte ergeben eine höhere Auflösung, aber die Anzahl der berechneten Strahlrichtungen (Pixel) wächst quadratisch, sodass auch die Rechenzeit quadratisch zunimmt. Die resultierende Gesamtpixelzahl (= Gesamtzahl der Strahlrichtungen) wird rechts angezeigt | — |
| No. of Bloch waves | Maximale Anzahl der Strahlen, die in die Bloch-Wellen-Berechnung bei jeder einfallenden Strahlrichtung einbezogen werden. Mehr Strahlen ergeben eine höhere Genauigkeit, aber der Aufwand des Eigenwertproblems wächst mit \(O(N^3)\) | 100–500 |
| Thickness range | Start-, End- und Schrittwerte der Probendicke (nm). Mehrere Dicken werden zusammen berechnet und mit dem Dicken-Schieberegler auf der Ausgabeseite umgeschaltet | — |
| Solver | Rechenmaschine für das Eigenwertproblem. Auto: wählt automatisch den besten Solver. Eigenproblem (MKL): basiert auf Intel MKL (am schnellsten). Eigenproblem (Eigen): Eigen-C++-Bibliothek. Managed: reines verwaltetes .NET (am langsamsten, aber immer verfügbar) | Auto |
| Thread count | Anzahl der parallelen Threads für die Berechnung | — |
| Draw disk outlines | Wenn aktiviert, wird ein Kreis gezeichnet, der die Grenze jeder Beugungsscheibe anzeigt | — |
Run / Stop¶
- Start : startet die CBED-Simulation mit den aktuellen Eingabeparametern.
- Stop : bricht die laufende Berechnung ab.
Ausgabeparameter¶
Sobald die Berechnung abgeschlossen ist, werden die Ausgabeparameter verfügbar. Alle ändern nur die Anzeige, ohne neu zu rechnen.
| Parameter | Beschreibung |
|---|---|
| Sample thickness | Wählt mit einem Schieberegler die anzuzeigende Probendicke innerhalb des Dickenbereichs der Eingabeparameter aus |
| Brightness adjustment | Common to all disks: verwendet eine gemeinsame Helligkeitsskala über alle Scheiben hinweg, um das vollständige CBED-Bild anzuzeigen. Per disk: zeigt eine einzelne ausgewählte Scheibe in voller Auflösung an, normiert innerhalb dieser Scheibe |
| Brightness (Max / Min) | Obere und untere Grenze der angezeigten Intensität. Anpassen, wenn Sie schwache Merkmale hervorheben möchten |
| γ (emphasis of outer disks) | Gamma-Korrektur. Wird verwendet, um die dunklen äußeren Scheiben bei großen Winkeln im Vergleich zur zentralen durchgehenden Scheibe besser sichtbar zu machen |
| Scale | Wählt die Intensitätsabstufung zwischen Positive / Negative (schwarz-weiß invertiert) aus |
| Color | Für die Anzeige verwendete Farbkarte. Wählen Sie aus Gray und anderen |
Physikalischer Hintergrund¶
Bei CBED wird der einfallende Strahl als ein Kegel ebener Wellen mit unterschiedlichen Richtungen betrachtet. Für jede Richtung (jeden Punkt innerhalb der Konvergenzblende = eine partielle einfallende ebene Welle) löst die Bloch-Wellen-Methode die Elektronen-Schrödinger-Gleichung im Inneren des Kristalls, und die Ergebnisse werden als Beugungsscheiben angeordnet. HOLZ-Linien (higher-order Laue zone) erscheinen als feine dunkle/helle Linien innerhalb der Scheiben und entstehen durch Reflexe in höheren Laue-Zonen. Sie sind empfindlich gegenüber dem Gitterparameter entlang der \(c\)-Achse und nützlich für die dreidimensionale Strukturanalyse.
Für die theoretischen Einzelheiten siehe CBED-Berechnung.