Simulação EBSD¶

O Simulador EBSD simula os padrões de difração de elétrons retroespalhados (EBSD) — padrões de Kikuchi — obtidos em um microscópio eletrônico de varredura (MEV), usando cálculos da teoria dinâmica. Ele calcula a distribuição angular/de energia/de profundidade dos elétrons retroespalhados (BSE) por meio de uma simulação de Monte Carlo, constrói um master pattern dinâmico (de ondas de Bloch) do cristal e o projeta sobre o detector para a orientação atual do cristal.

A janela possui três colunas.

Esquerda : condições da simulação. As abas selecionam Geometry (geometria da amostra/detector e uma vista 3D), BSE Distribution (distribuições dos elétrons retroespalhados) e Overlays (linhas de Kikuchi e outras anotações).
Centro : o padrão EBSD (de Kikuchi) para a orientação atual do cristal.
Direita : o master pattern independente da orientação (projeção 2D e esfera 3D).

Atalhos de teclado e mouse¶

A vista central do padrão EBSD (de Kikuchi) e as vistas do master pattern do lado direito respondem a diferentes ações do mouse.

Atalho	Ação
`F1`	Abrir esta página do manual on-line
Arrastar com o botão esquerdo o padrão perto do centro	Inclinar o cristal
Arrastar com o botão esquerdo a área externa do padrão	Girar o cristal
Clique duplo no padrão	Selecionar a subcélula do detector sob o cursor e mostrar suas estatísticas
Arrastar com o botão esquerdo uma vista 3D (geometria / esfera master)	Rotacionar
Arrastar com o botão direito, ou roda do mouse, em uma vista 3D	Zoom
`CTRL` + Clique duplo direito em uma vista 3D	Alternar ortográfica / perspectiva
Arrastar / roda do mouse no master pattern 2D	Deslocar / aplicar zoom à imagem

As vistas 3D usam a navegação de vista padrão do ReciPro (deslocamento desativado).

→ Consulte 21. Atalhos de teclado e mouse para uma visão geral de todas as janelas.

Fluxo de trabalho¶

Pressionar Build Master Pattern executa as seguintes etapas em ordem.

Simulação BSE de Monte Carlo : usando a composição atual do cristal, a densidade, a tensão de aceleração e a inclinação da amostra, cerca de 2,5 milhões de elétrons são rastreados dentro da amostra (espalhamento elástico: seções de choque de Mott/NIST; espalhamento inelástico: modelo de resposta dielétrica). Isso fornece a distribuição conjunta de profundidade de penetração × direção de saída × energia de saída dos elétrons retroespalhados.
Seleção automática de faixa : a partir dessa distribuição, a faixa de energia (da energia incidente até cerca do 80º percentil da perda de energia) e a faixa de profundidade (até cerca do 99º percentil da profundidade de penetração) usadas no cálculo dinâmico são definidas automaticamente.
Construção do master pattern : para cada energia e profundidade, o problema da difração dinâmica (ondas de Bloch) é resolvido e integrado sobre a esfera de direções, ponderado pela distribuição de Monte Carlo, para fornecer a intensidade da difração retroespalhada em todas as direções. O resultado é armazenado em uma grade de área igual (Rosca–Lambert).
Projeção sobre o detector, com ponderação : para a orientação atual do cristal, a intensidade da direção subtendida por cada pixel do detector é consultada no master pattern e desenhada como o padrão de Kikuchi, opcionalmente ponderada pela distribuição angular/de energia dos BSE.

As faixas de energia e profundidade são definidas automaticamente nas etapas 1–2, mas podem ser ajustadas manualmente antes da construção.

Configurações MEV-EBSD¶

Condições do MEV e da amostra¶

Energy : tensão de aceleração do feixe incidente (keV).
Wavelength : comprimento de onda do elétron (Å), vinculado a Energy.
Sample tilt : ângulo de inclinação da amostra (tipicamente 70°). A grande inclinação no EBSD aumenta o rendimento de elétrons retroespalhados.

Geometria EBSD¶

Detector tilt : inclinação do detector (tela de fósforo).
Detector radius : raio do detector (mm); define o campo de visão angular do padrão desenhado.
Detector center : posição (Y, Z) do centro do detector em relação ao ponto de impacto do feixe (mm).

A geometria pode ser inspecionada na vista 3D na aba Geometry.

A placa cinza é a amostra, o cilindro/cone verde é o detector e o +Z (=beam) roxo é o feixe incidente. Os eixos cristalinos a / b / c (fixos à amostra) também são mostrados. Os botões Bird's-Eye View, Surface Normal, X Axis (Rotation Axis) e Z Axis (Beam Direction) alinham a vista a direções padrão. Consulte o Apêndice A1. Sistemas de coordenadas para as definições dos sistemas de coordenadas.

Distribuição BSE¶

A aba BSE Distribution mostra as distribuições de Monte Carlo dos elétrons retroespalhados. Use Simulate para recalculá-las.

Stereonet : distribuição angular (histograma das direções de saída) dos elétrons retroespalhados. O centro é a direção da normal à superfície, e o contorno amarelo/laranja marca a região subtendida pelo detector. Draw axes sobrepõe os eixos cristalinos, e a escala de cores (Min/Max, resolução, cor) é ajustável.
ΔE (keV) : distribuição da perda de energia dos elétrons retroespalhados.
Depth (nm) : distribuição da profundidade final de saída dos elétrons retroespalhados.

Essas distribuições são calculadas pelo mesmo mecanismo de Monte Carlo das Trajetórias eletrônicas e são usadas para ponderar o master pattern.

Overlays¶

A aba Overlays configura as anotações desenhadas sobre o padrão EBSD.

Background color : cor de fundo.
Detector outline : o contorno do detector. Show circle (perímetro) / Show mesh (grade).
Show Kikuchi lines : desenhar linhas de Kikuchi. Line Width / Color e Apply structure factors to Kikuchi line intensity.
Show Kikuchi line indices : mostrar os índices das linhas de Kikuchi (bandas).
Show zone axis indices : mostrar os índices dos eixos de zona.
Kikuchi line criteria : quais linhas de Kikuchi desenhar: Structure factor (as N maiores por fator de estrutura) ou 1/d Cutoff (aquelas com 1/d abaixo de um limiar).
Text settings : Text Size / Color dos rótulos de índice.

Master pattern¶

O master pattern é a intensidade da difração retroespalhada em todas as direções, calculada antecipadamente pela teoria dinâmica com Build Master Pattern.

Vista 2D (esquerda) : projeção de área igual de um hemisfério. Hemisphere seleciona o hemisfério projetado (+Z / −Z).
Vista 3D (direita) : uma esfera com a intensidade mapeada sobre ela. Pode ser rotacionada com o mouse, e um quadro no canto superior direito mostra os eixos cristalinos sincronizados (a/b/c). Axis Labels / Axis Arrows alternam os rótulos/setas, e View Along olha ao longo de um eixo de zona escolhido [u v w].
Min / Max, Polarity, Color : faixa de intensidade exibida, polaridade e escala de cores.
Controles deslizantes Energy / Depth : selecionam a fatia de energia/profundidade a ser exibida.
Qualquer das vistas pode ser enviada para a área de transferência com Copy.

Parâmetros da simulação dinâmica¶

Number of diffracted waves : número de feixes difratados (ondas) incluídos no cálculo de ondas de Bloch. Mais ondas são mais precisas, mas mais lentas.
Grid : resolução da grade do master pattern (padrão 256).
Energy from … to … with step of … : faixa de energia e passo integrados (keV); definidos automaticamente a partir do resultado de Monte Carlo.
Thickness from … to … with step of … : faixa de profundidade e passo integrados (nm); também definidos automaticamente.
Use non-local absorption model : usar a forma de absorção não local.
Include TDS background intensities : incluir o fundo do espalhamento térmico difuso (TDS).

Padrão EBSD¶

O painel central mostra o padrão EBSD (de bandas de Kikuchi) para a orientação atual do cristal.

Show Dynamical EBSD Pattern (Master Pattern Required) : projeta o master pattern construído sobre o detector.
Show overlays : desenha os overlays (abaixo), como linhas de Kikuchi e índices.
Output parameters
Show image with BSE angular/energy distributions : quando marcado, o padrão é composto por ponderação com a distribuição BSE (energia, profundidade, direção) em vez de uma única fatia.
Energy / Depth : quando a opção acima está desligada, seleciona a fatia de energia/profundidade a ser exibida.
Brightness (Min/Max), Polarity, Color : faixa de brilho, polaridade e escala de cores.
Copy : copia o padrão para a área de transferência.

Veja também¶

Trajetórias eletrônicas — simulação de Monte Carlo de trajetórias eletrônicas / BSE usada para a ponderação angular/de energia/de profundidade.
Simulador de difração — difração eletrônica dinâmica (de ondas de Bloch).
Apêndice A1. Sistemas de coordenadas — definições dos sistemas de coordenadas da amostra/detector.