HRTEM-Simulation¶
Simuliert hochauflösende TEM-Gitterstreifenbilder. Der primäre Modus des HRTEM/STEM-Simulators.
Berechnungsablauf¶
- Bloch-Wellen-Methode: Berechnet die Ausbreitung der Elektronenwelle durch das Kristallpotential; liefert Amplitude und Phase der austretenden Welle
- Linsenfunktion: Wendet die Aberrationen der Objektivlinse an (sphärische Aberration \(C_s\), Defokus \(\Delta f\))
- Partielle Kohärenz: Berücksichtigt die endliche Quellengröße (räumliche Kohärenz) und die Energiebreite (zeitliche Kohärenz)
- Bildentstehung: Berechnet die Intensität \(|\psi(\mathbf{r})|^2\)
Probenparameter¶
| Parameter | Beschreibung |
|---|---|
| Thickness | Probendicke (nm). HRTEM-Bilder hängen stark von der Dicke ab |
Optische Parameter¶
TEM-Bedingungen¶
| Parameter | Beschreibung |
|---|---|
| Acc. Vol. | Beschleunigungsspannung (kV). Die relativistisch korrigierte Wellenlänge wird daneben angezeigt |
| Defocus | Defokuswert (nm). Der Scherzer-Defokus wird als Referenz angezeigt |
Intrinsische Parameter¶
| Parameter | Beschreibung | Typisch |
|---|---|---|
| Cs | Sphärische Aberration (mm) | 0.5–1.0 (konventionell); < 0.01 (Cs-korrigiert) |
| Cc | Chromatische Aberration (mm) | 1.0–2.0 |
| β | Beleuchtungs-Halbwinkel (mrad) | 0.1–1.0 |
| ΔE | Energiebreite 1/e-Breite (eV) | 0.5–2.0 |
Phasenkontrast-Übertragungsfunktion (PCTF)¶
Im Registerkartenbereich der Linsenfunktion angezeigt:
- \(\sin\chi(u)\): Phasenkontrast-Übertragungsfunktion (\(\chi(u)\) ist die Linsen-Aberrationsfunktion)
- \(E_\text{s}(u)\): Einhüllende der räumlichen Kohärenz
- \(E_\text{c}(u)\): Einhüllende der zeitlichen Kohärenz
Scherzer-Defokus: \(\Delta f = -\sqrt{\tfrac{4}{3}\,C_s \lambda}\ (\approx -1.155\,\sqrt{C_s \lambda})\), die Bedingung, die ein breites negatives PCTF-Band ergibt (dunkler Kontrast = Atompositionen). ReciPro verwendet diesen ursprünglichen Scherzer-Wert — abgeleitet, indem das Minimum der Aberrationsphase \(\chi\) auf \(-2\pi/3\) gesetzt wird — und der in der GUI angezeigte Wert folgt dieser Formel; manche Quellen verwenden stattdessen den erweiterten Scherzer-Wert \(-1.2\sqrt{C_s\lambda}\).
Objektivblende¶
Legen Sie Blendengröße (mrad) und Position fest. Blende offen entfernt sie. Die Anzahl der berücksichtigten Bloch-Wellen hängt von den Blendenbedingungen ab.
Modelle der partiellen Kohärenz¶
| Modell | Beschreibung |
|---|---|
| Lineares Bild (Quasi-coherent) | Schnell. Gültig unter der Schwachphasen-Näherung |
| Transmissions-Kreuzkoeffizient (TCC) | Genauer; längere Rechenzeit |
Simulationsmodi¶
| Modus | Beschreibung |
|---|---|
| Einzelbild (Single image) | Ein Bild bei aktueller Dicke und Defokus |
| Serienbild (Serial image) | Matrix von Bildern über Dicken- × Defokusbereiche (Start / Step / Num) |
Bildanpassung¶
| Einstellung | Beschreibung |
|---|---|
| Min / Max | Anzeigebereich (Schieberegler zur Bildanpassung) |
| Farbe | Graustufen oder Cold-Warm |
| Gauß-Unschärfe (FWHM) | Wendet einen Gauß-Filter an |
| Elementarzelle | Überlagert ein Elementarzellengitter |
| Maßstabsbalken | Zeigt einen Maßstabsbalken an |