CBED 시뮬레이션¶
CBED (Convergent-Beam Electron Diffraction, 수렴빔 전자 회절) 시뮬레이션은 블로흐파(Bethe) 방법을 사용하여 수렴빔 회절 패턴을 계산하고 표시합니다. CBED 패턴은 스폿 대신 회절 디스크를 보여주며, 결정 대칭, 두께, 구조에 관한 풍부한 정보를 담고 있습니다.
이 페이지는 회절 시뮬레이터에서 Wavelength = Electron 및 Incident beam = Convergence (CBED, electron only) 를 선택할 때 열리는 전용 창의 모든 설정을 정리합니다. 입사빔을 수렴으로 전환하면 Intensity calculation 이 자동으로 Dynamical 로 설정되고, 이 CBED 설정 창이 열립니다. 회절 패턴의 그리기와 저장, 그 밖에 회절 시뮬레이터 공통 동작에 대해서는 개요 페이지를 참조하십시오.
GUI 조건: Wave Length = Electron · Incident beam = Convergence (CBED, electron only) · Intensity calculation = Dynamical (자동)
입력 매개변수¶
| 매개변수 | 설명 | 기본값 / 일반값 |
|---|---|---|
| Mode | CBED: 각 디스크가 하나의 반사에 대응하고 투과 디스크(000)가 중앙에 오는 표준 수렴빔 패턴. LACBED (Large-Angle CBED): 서로 다른 반사의 디스크가 겹치는 대각도 수렴빔 패턴. 고차 라우에 영역(HOLZ) 선과 대칭을 관찰하는 데 유용 | CBED |
| Convergence semi-angle (mrad) | 수렴빔 원뿔의 반각. 각 회절 디스크의 크기를 결정함(역공간에서의 디스크 지름은 \(2\alpha\) 에 대응) | 5–30 mrad |
| Disk resolution (mrad/px) | 각 디스크 내부의 각 분해능. 값이 작을수록 분해능이 높아지지만, 계산되는 빔 방향(픽셀) 수가 제곱으로 증가하므로 계산 시간도 제곱으로 증가함. 그 결과로 얻어지는 총 픽셀 수(= 총 빔 방향 수)는 오른쪽에 표시됨 | — |
| No. of Bloch waves | 각 입사빔 방향에서 블로흐파 계산에 포함되는 최대 빔 수. 빔 수가 많을수록 정확도가 높아지지만, 고유값 문제의 비용은 \(O(N^3)\) 로 증가함 | 100–500 |
| Thickness range | 시료 두께(nm)의 시작, 끝, 단계 값. 여러 두께가 함께 계산되며 출력 측의 두께 슬라이더로 전환됨 | — |
| Solver | 고유값 문제의 계산 엔진. Auto: 최적의 솔버를 자동으로 선택. Eigenproblem (MKL): Intel MKL 기반(가장 빠름). Eigenproblem (Eigen): Eigen C++ 라이브러리. Managed: 순수 .NET 관리 코드(가장 느리지만 항상 사용 가능) | Auto |
| Thread count | 계산에 사용할 병렬 스레드 수 | — |
| Draw disk outlines | 체크하면 각 회절 디스크의 경계를 나타내는 원을 그림 | — |
Run / Stop¶
- Start : 현재 입력 매개변수로 CBED 시뮬레이션을 시작합니다.
- Stop : 실행 중인 계산을 취소합니다.
출력 매개변수¶
계산이 완료되면 출력 매개변수를 사용할 수 있게 됩니다. 이들은 모두 재계산 없이 표시만 변경합니다.
| 매개변수 | 설명 |
|---|---|
| Sample thickness | 입력 매개변수의 두께 범위 내에서 표시할 시료 두께를 슬라이더로 선택 |
| Brightness adjustment | Common to all disks: 모든 디스크에 공통 밝기 스케일을 사용하여 전체 CBED 패턴을 표시. Per disk: 선택한 단일 디스크를 전체 분해능으로, 그 디스크 내부에서 정규화하여 표시 |
| Brightness (Max / Min) | 표시되는 강도의 상한과 하한. 약한 특징을 강조하고 싶을 때 조정 |
| γ (emphasis of outer disks) | 감마 보정. 중앙 투과 디스크에 비해 어두운 외곽 대각도 디스크를 더 잘 보이게 하는 데 사용 |
| Scale | 강도 계조를 Positive / Negative (흑백 반전) 중에서 선택 |
| Color | 표시에 사용하는 컬러 맵. Gray 등에서 선택 |
물리적 배경¶
CBED에서는 입사빔을 서로 다른 방향을 가진 평면파의 원뿔로 간주합니다. 각 방향(수렴 조리개 내부의 각 점 = 하나의 부분 입사 평면파)에 대해 블로흐파 방법이 결정 내부의 전자 슈뢰딩거 방정식을 풀고, 그 결과가 회절 디스크로 재배열됩니다. HOLZ(고차 라우에 영역) 선은 디스크 내부에 가는 어두운/밝은 선으로 나타나며, 상위 라우에 영역의 반사에서 생겨납니다. 이들은 \(c\) 축을 따르는 격자 상수에 민감하며 3차원 구조 분석에 유용합니다.
이론적인 세부 사항은 CBED 계산을 참조하십시오.