HRTEM / STEM Simulator¶

Il Simulatore HRTEM/STEM simula immagini di frange reticolari TEM (HRTEM), immagini STEM e potenziali proiettati. Fare clic su Simulate per avviare il calcolo.

Scorciatoie da tastiera e mouse¶

I risultati vengono mostrati come uno o più riquadri immagine. Utilizzano la navigazione standard della vista immagine di ReciPro, e tutti i riquadri si spostano e si ingrandiscono insieme.

Scorciatoia	Azione
`F1`	Apre questa pagina del manuale online
`CTRL`+`C` (griglia immagini attiva)	Copia l'immagine o le immagini negli appunti come metafile
Trascinamento sinistro / centrale	Sposta l'immagine (tutti i riquadri si muovono insieme)
Rotellina del mouse su / giù	Zoom avanti (×2) / indietro (×0.5) in corrispondenza del cursore
Trascinamento di un rettangolo con il tasto destro	Zoom avanti nella regione selezionata
Clic destro / doppio clic destro	Zoom indietro (×0.5)
`CTRL` + trascinamento di un rettangolo con il tasto destro	Seleziona un'area rettangolare
Doppio clic sinistro su un riquadro	Ingrandisce quel riquadro / ripristina la griglia (layout a più riquadri)
Movimento del mouse (senza tasto)	Legge la posizione (pm) e il valore del pixel in corrispondenza del cursore

→ Vedere 21. Scorciatoie da tastiera e mouse per una panoramica di ogni finestra.

Percorsi rapidi per obiettivo¶

Obiettivo	Punto di partenza	Riferimento
Calcolare una singola immagine HRTEM	Impostare Image mode su HRTEM, quindi impostare la tensione di accelerazione e la defocalizzazione in TEM conditions	Simulazione HRTEM, Formazione dell'immagine HRTEM
Calcolare un'immagine STEM	Impostare Image mode su STEM, quindi impostare l'angolo di convergenza e il rivelatore in STEM options	Simulazione STEM, Calcolo STEM
Visualizzare il potenziale proiettato	Impostare Image mode su Potential	Simulazione del potenziale
Generare una serie di spessore / defocalizzazione	Configurare Single / Serial e le condizioni dell'immagine in HRTEM options	Simulazione HRTEM
Usare HAADF-STEM con TDS	Impostare fattori di temperatura atomici diversi da zero e usare un rivelatore LAADF / HAADF	Calcolo STEM

Flusso di lavoro di base¶

Selezionare il cristallo e l'orientazione nella finestra principale, quindi aprire questo simulatore.
Scegliere HRTEM, STEM o Potential in Image mode.
Impostare tensione di accelerazione, defocalizzazione, aberrazioni, aperture e impostazioni di convergenza STEM in Optical property.
Impostare spessore, dimensione dell'immagine, risoluzione, numero di onde di Bloch e modello di coerenza parziale in Simulation property.
Fare clic su Simulate, quindi regolare luminosità, normalizzazione, barra di scala ed etichette in Display settings.

Area immagine¶

La metà sinistra della finestra mostra l'immagine simulata. La barra di stato nella parte superiore riporta la posizione del cursore (X:, Y:) e il valore dell'immagine Value: (intensità) sotto il cursore, accanto a una scala di intensità Low → High che riflette la mappa di colori e l'intervallo di luminosità correnti.

Image mode / Sample¶

HRTEM, Potential o STEM.

Imposta lo spessore del campione.

Optical property¶

TEM conditions¶

Tensione di accelerazione, defocalizzazione (Scherzer mostrato).

Acc. voltage¶

Tensione di accelerazione del microscopio elettronico. Una modifica aggiorna la lunghezza d'onda corretta relativisticamente (mostrata accanto al campo) e, insieme a Cs, il valore suggerito di Scherzer defocus mostrato sotto.

Defocus¶

Valore di defocalizzazione della lente obiettivo. La defocalizzazione di Scherzer (il valore che massimizza il trasferimento di contrasto di fase nell'approssimazione di oggetto a fase debole) è mostrata sotto come riferimento.

Inherent property (HRTEM optical aberrations)¶

Parametri di aberrazione specifici del microscopio usati dal calcolo della funzione della lente.

Cs — coefficiente di aberrazione sferica.
Cc — coefficiente di aberrazione cromatica.
β — semiangolo di illuminazione (effetto di sorgente finita).
ΔE — larghezza a 1/e della fluttuazione di energia degli elettroni.

Lens function¶

Diagrammi della funzione della lente. La modifica del limite superiore di u cambia l'intervallo di disegno.

sin[χ(u)] — funzione di trasferimento del contrasto di fase (PCTF).
E_s(u) — funzione di inviluppo della coerenza spaziale.
E_c(u) — funzione di inviluppo della coerenza temporale.

Objective aperture (HRTEM option)¶

Cs, Cc, beta, delta-E, PCTF, inviluppi di coerenza spaziale/temporale, apertura obiettivo.

Size¶

Dimensione dell'apertura obiettivo in mrad. Spuntare Open aperture per rimuovere l'apertura. Il numero di spot di diffrazione inclusi nel calcolo delle onde di Bloch dipende dall'apertura; il massimo è limitato dal valore Max Bloch waves in Simulation property.

Shift¶

Spostamento orizzontale dell'apertura in mrad — usato per simulare un'apertura obiettivo decentrata in HRTEM.

Spot info¶

Apre l'elenco dettagliato degli spot (intensità, ampiezza complessa, ecc.) per le riflessioni che attraversano l'apertura. Comodo quando anche il Simulatore di diffrazione è aperto per il confronto.

STEM options (optical)¶

Convergence semi-angle¶

Semiangolo della sonda convergente (mrad). Controlla la dimensione della sonda STEM e la risoluzione spaziale dell'immagine simulata.

Detector geometry¶

Angoli di raccolta interno/esterno del rivelatore anulare (mrad). Scegliere tra BF (piccolo angolo interno), ABF, LAADF, HAADF (grande angolo interno).

Scan area / step¶

Campo di scansione (campo visivo) e dimensione del pixel per l'immagine STEM.

Simulation property¶

HRTEM options¶

Max Bloch waves, pixel/risoluzione dell'immagine, coerenza parziale (quasi-coherent / TCC), modalità Single/Serial.

Max Bloch waves¶

Numero massimo di onde di Bloch usate nel calcolo dinamico. Un aumento migliora l'accuratezza a scapito del tempo di risoluzione degli autovalori di O(N³).

Image property (pixels & resolution)¶

Dimensioni in pixel e risoluzione di campionamento dell'immagine simulata. Una risoluzione più alta produce un motivo di frange più fine, ma un tempo di FFT proporzionalmente più lungo per ogni sezione.

Partial-coherent model¶

Come viene trattata l'interferenza delle onde quando si combinano i contributi di tutte le direzioni del fascio incidente.

Quasi-coherent — modello rapido e approssimato che moltiplica la funzione di trasferimento del contrasto di fase per gli inviluppi di coerenza spaziale e temporale.
Transmission cross coefficient (TCC) — modello più accurato che integra sul coefficiente di trasmissione incrociato completo. Più lento ma esatto nel regime di imaging lineare.

Vedere Appendice A3.2 — Formazione dell'immagine HRTEM.

Single / Serial mode¶

Single image — simula una singola immagine allo spessore impostato in Sample property e alla defocalizzazione impostata in Optical property.
Serial image — genera una matrice spessore × defocalizzazione secondo Start / Step / Num per ciascuno dei due. Utile per trovare la condizione di migliore corrispondenza rispetto a un'immagine sperimentale.

STEM options (simulation)¶

Bloch wave count — stesso ruolo che in HRTEM, applicato per ogni posizione della sonda.
Angular resolution — numero di punti di campionamento nell'integrazione sulla direzione della sonda.
TDS treatment — se includere la diffusione termica diffusa tramite i fattori di temperatura B. Necessario per LAADF/HAADF.

Potential options¶

Visualizzato quando Image mode = Potential.

Target potential — scegliere U_g (elastico) o U′_g (assorbimento / TDS).
Display method — Magnitude and phase oppure Real and imaginary part.

Image properties¶

Diffracted waves¶

Simulate¶

Display settings¶

Adjust¶

Luminosità min/max, scala di colori, sfocatura gaussiana.

Normalization¶

Display¶

Etichetta (spessore/defocalizzazione), barra di scala, sovrapposizione della cella elementare.

STEM image¶

Simulazione STEM¶

Il calcolo dipende da: angolo di convergenza, numero di onde di Bloch, risoluzione angolare.

Rivelatore	Contributo
BF, ABF	Elastico
LAADF, HAADF	Anelastico (TDS)

Impostare i fattori di temperatura diversi da zero per il TDS (B = 0.5 Å² in caso di dubbio). Intensità HAADF \(\propto Z^2\).

Un rapporto più dettagliato è disponibile come PDF: Confronto delle simulazioni STEM con Dr. Probe GUI (v1.10) e ReciPro (v4.854). Vedere Simulazione STEM per i dettagli.