Simulación EBSD¶
El Simulador EBSD simula los patrones de difracción de electrones retrodispersados (EBSD) —patrones de Kikuchi— obtenidos en un microscopio electrónico de barrido (SEM), mediante cálculos de teoría dinámica. Calcula la distribución angular/energética/de profundidad de los electrones retrodispersados (BSE) mediante una simulación de Monte-Carlo, construye un master pattern dinámico (de ondas de Bloch) del cristal y lo proyecta sobre el detector para la orientación actual del cristal.
La ventana tiene tres columnas.
- Izquierda : condiciones de simulación. Las pestañas seleccionan Geometry (geometría de muestra/detector y una vista 3D), BSE Distribution (distribuciones de electrones retrodispersados) y Overlays (líneas de Kikuchi y otras anotaciones).
- Centro : el patrón EBSD (de Kikuchi) para la orientación actual del cristal.
- Derecha : el master pattern independiente de la orientación (proyección 2D y esfera 3D).
Atajos de teclado y ratón¶
La vista central del patrón EBSD (de Kikuchi) y las vistas del master pattern de la derecha responden a acciones de ratón diferentes.
| Atajo | Acción |
|---|---|
| F1 | Abrir esta página del manual en línea |
| Arrastrar con el botón izquierdo el patrón cerca del centro | Inclinar el cristal |
| Arrastrar con el botón izquierdo la zona exterior del patrón | Girar el cristal |
| Doble clic sobre el patrón | Seleccionar la subcelda del detector bajo el cursor y mostrar su estadística |
| Arrastrar con el botón izquierdo una vista 3D (geometría / esfera maestra) | Rotarla |
| Arrastrar con el botón derecho, o rueda del ratón, sobre una vista 3D | Zoom |
| CTRL + doble clic derecho sobre una vista 3D | Alternar ortográfica / perspectiva |
| Arrastrar / rueda sobre el master pattern 2D | Desplazar / hacer zoom en la imagen |
Las vistas 3D usan la navegación de vista estándar de ReciPro (desplazamiento desactivado).
→ Consulte 21. Atajos de teclado y ratón para una visión general de cada ventana.
Flujo de trabajo¶
Al pulsar Build Master Pattern se ejecutan en orden los siguientes pasos.
- Simulación BSE de Monte-Carlo : usando la composición, densidad, voltaje de aceleración e inclinación de la muestra actuales del cristal, se siguen unos 2,5 millones de electrones dentro de la muestra (dispersión elástica: secciones eficaces de Mott/NIST; dispersión inelástica: modelo de respuesta dieléctrica). Esto produce la distribución conjunta de profundidad de penetración × dirección de salida × energía de salida de los electrones retrodispersados.
- Selección automática de rango : a partir de esa distribución, se fijan automáticamente el rango de energía (desde la energía incidente hasta aproximadamente el percentil 80 de pérdida de energía) y el rango de profundidad (hasta aproximadamente el percentil 99 de profundidad de penetración) usados en el cálculo dinámico.
- Construcción del master pattern : para cada energía y profundidad se resuelve el problema de difracción dinámica (ondas de Bloch) y se integra sobre la esfera de direcciones, ponderado por la distribución de Monte-Carlo, para dar la intensidad de difracción de retrodispersión en cada dirección. El resultado se almacena en una rejilla de igual área (Rosca–Lambert).
- Proyección sobre el detector, con ponderación : para la orientación actual del cristal, la intensidad de la dirección subtendida por cada píxel del detector se consulta en el master pattern y se dibuja como el patrón de Kikuchi, opcionalmente ponderada por la distribución angular/energética de los BSE.
Los rangos de energía y profundidad se fijan automáticamente en los pasos 1–2, pero pueden ajustarse manualmente antes de construir.
Ajustes SEM-EBSD¶
Condiciones del SEM y de la muestra¶
- Energy : voltaje de aceleración del haz incidente (keV).
- Wavelength : longitud de onda del electrón (Å), vinculada a Energy.
- Sample tilt : ángulo de inclinación de la muestra (típicamente 70°). La gran inclinación en EBSD aumenta el rendimiento de electrones retrodispersados.
Geometría EBSD¶
- Detector tilt : inclinación del detector (pantalla de fósforo).
- Detector radius : radio del detector (mm); fija el campo de visión angular del patrón dibujado.
- Detector center : posición (Y, Z) del centro del detector relativa al punto de impacto del haz (mm).
La geometría puede inspeccionarse en la vista 3D de la pestaña Geometry.
La placa gris es la muestra, el cilindro/cono verde es el detector y el +Z (=beam) violeta es el haz incidente. También se muestran los ejes a / b / c del cristal (fijos a la muestra). Los botones Bird's-Eye View, Surface Normal, X Axis (Rotation Axis) y Z Axis (Beam Direction) ajustan la vista a direcciones estándar. Consulte el Apéndice A1. Sistemas de coordenadas para las definiciones del sistema de coordenadas.
Distribución BSE¶
La pestaña BSE Distribution muestra las distribuciones de Monte-Carlo de los electrones retrodispersados. Use Simulate para recalcularlas.
- Stereonet : distribución angular (histograma de las direcciones de salida) de los electrones retrodispersados. El centro es la dirección de la normal a la superficie, y el contorno amarillo/naranja marca la región subtendida por el detector. Draw axes superpone los ejes del cristal, y la escala de color (Min/Max, resolución, color) es ajustable.
- ΔE (keV) : distribución de pérdida de energía de los electrones retrodispersados.
- Depth (nm) : distribución de la profundidad de salida final de los electrones retrodispersados.
Estas distribuciones se calculan con el mismo motor de Monte-Carlo que Trayectorias electrónicas y se usan para ponderar el master pattern.
Overlays¶
La pestaña Overlays configura las anotaciones dibujadas sobre el patrón EBSD.
- Background color : color de fondo.
- Detector outline : el contorno del detector. Show circle (perímetro) / Show mesh (rejilla).
- Show Kikuchi lines : dibujar líneas de Kikuchi. Line Width / Color, y Apply structure factors to Kikuchi line intensity.
- Show Kikuchi line indices : mostrar los índices de las líneas de Kikuchi (bandas).
- Show zone axis indices : mostrar los índices de eje de zona.
- Kikuchi line criteria : qué líneas de Kikuchi dibujar: Structure factor (las N mayores por factor de estructura) o 1/d Cutoff (aquellas con 1/d por debajo de un umbral).
- Text settings : Text Size / Color de las etiquetas de índices.
Master pattern¶
El master pattern es la intensidad de difracción de retrodispersión sobre todas las direcciones, calculada de antemano por la teoría dinámica con Build Master Pattern.
- Vista 2D (izquierda) : proyección de igual área de un hemisferio. Hemisphere selecciona el hemisferio proyectado (+Z / −Z).
- Vista 3D (derecha) : una esfera con la intensidad mapeada sobre ella. Puede rotarse con el ratón, y un recuadro en la parte superior derecha muestra los ejes del cristal sincronizados (a/b/c). Axis Labels / Axis Arrows alternan las etiquetas/flechas, y View Along mira a lo largo de un eje de zona elegido [u v w].
- Min / Max, Polarity, Color : rango de intensidad mostrado, polaridad y escala de color.
- Deslizadores Energy / Depth : seleccionan la rebanada de energía/profundidad a mostrar.
- Cualquiera de las vistas puede enviarse al portapapeles con Copy.
Parámetros de la simulación dinámica¶
- Number of diffracted waves : número de haces (ondas) difractados incluidos en el cálculo de ondas de Bloch. Más ondas son más precisas pero más lentas.
- Grid : resolución de la rejilla del master pattern (predeterminado 256).
- Energy from … to … with step of … : rango de energía y paso integrados (keV); fijado automáticamente a partir del resultado de Monte-Carlo.
- Thickness from … to … with step of … : rango de profundidad y paso integrados (nm); fijado igualmente de forma automática.
- Use non-local absorption model : usar la forma de absorción no local.
- Include TDS background intensities : incluir el fondo de dispersión térmica difusa (TDS).
Patrón EBSD¶
El panel central muestra el patrón EBSD (de bandas de Kikuchi) para la orientación actual del cristal.
- Show Dynamical EBSD Pattern (Master Pattern Required) : proyecta el master pattern construido sobre el detector.
- Show overlays : dibuja los overlays (abajo), como las líneas de Kikuchi e índices.
- Output parameters
- Show image with BSE angular/energy distributions : cuando está marcado, el patrón se compone ponderando con la distribución BSE (energía, profundidad, dirección) en lugar de una sola rebanada.
- Energy / Depth : cuando lo anterior está desactivado, selecciona la rebanada de energía/profundidad a mostrar.
- Brightness (Min/Max), Polarity, Color : rango de brillo, polaridad y escala de color.
- Copy : copia el patrón al portapapeles.
Véase también¶
- Trayectorias electrónicas — simulación de Monte-Carlo de trayectorias electrónicas / BSE usada para la ponderación angular/energética/de profundidad.
- Simulador de difracción — difracción electrónica dinámica (de ondas de Bloch).
- Apéndice A1. Sistemas de coordenadas — definiciones de los sistemas de coordenadas de muestra/detector.