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Trajetórias eletrônicas

O Simulador de Trajetórias (Método de Monte Carlo) calcula as trajetórias dos elétrons dentro de uma amostra pelo método de Monte Carlo: os elétrons incidentes sofrem espalhamento elástico e inelástico, e as distribuições resultantes dos elétrons retroespalhados (BSE) — direção, energia no escape, profundidade de penetração e espalhamento lateral — são acumuladas. Essas distribuições também fornecem a ponderação angular/de energia/de profundidade usada pela 12. Simulação EBSD.

Electron Trajectory

A janela tem três colunas: a vista 3D das trajetórias à esquerda, as Estatísticas e a estereonete da Distribuição direcional dos BSE no centro, e três histogramas à direita. A composição e a densidade da amostra vêm do cristal selecionado na janela principal; aqui só se definem a energia do feixe, a inclinação da amostra e o número de trajetórias.

Atalhos de teclado e mouse

As trajetórias são exibidas em uma vista 3D OpenGL. Ela usa a navegação de vista padrão do ReciPro, mas o deslocamento está desativado — use os botões de predefinição de vista para saltar para as orientações padrão.

Atalho Ação
F1 Abrir esta página do manual on-line
Arrastar com o botão esquerdo Girar o modelo
Arrastar com o botão direito para cima/baixo, ou roda do mouse Zoom
CTRL + clique duplo com o botão direito Alternar entre projeção ortográfica / perspectiva

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

Condições de cálculo

Os controles na parte superior da janela definem a execução:

  • Simular trajetórias : inicia a execução de Monte Carlo. A barra de status na parte inferior informa separadamente o tempo decorrido do cálculo das trajetórias, do desenho dos gráficos e da renderização 3D.
  • Number of trajectories : quantos elétrons incidentes rastrear. Mais elétrons reduzem o ruído estatístico de todas as distribuições abaixo, com um tempo de execução que cresce linearmente.
  • Inclinação da amostra (°) : inclinação da superfície da amostra em torno do eixo X. Deixe em 0 para incidência normal; use −70° para reproduzir a geometria do simulador EBSD, em que a grande inclinação aumenta o rendimento de retroespalhamento.
  • Energy (keV) / Wavelength / Unit : a tensão de aceleração do feixe incidente e o comprimento de onda do elétron, com correção relativística, vinculado a ela. A energia define a energia cinética usada tanto pelo modelo elástico (NIST Mott) quanto pelo inelástico (poder de freamento / IMFP).

Os próprios modelos de espalhamento não podem ser escolhidos pelo usuário: as seções de choque elásticas vêm da tabela NIST Mott incluída (com recurso ao Rutherford blindado fora de seu intervalo), e o poder de freamento da forma modificada de Jablonski (2008). O modelo efetivamente usado é indicado ao lado de cada valor em Estatísticas. Consulte Atenuação e transporte para saber o que são esses modelos.

Vista 3D das trajetórias

As trajetórias vermelhas são elétrons absorvidos na amostra; as laranja são as que escapam como elétrons retroespalhados. Os círculos-guia concêntricos são rotulados em nm (ou µm), e +X, +Y, +Z (=beam) marcam os eixos.

  • Do eixo Z (=direção do feixe) / Do eixo X (eixo de rotação) / Da normal à superfície : alinham a vista com as direções padrão.
  • Número de trajetórias a desenhar : quantas das trajetórias calculadas renderizar (desenhar todas as 100 000 seria ilegível e lento).
  • Desenhar eixos / Desenhar círculos-guia : as setas dos eixos e a escala de distância.
  • Desenhar trajetórias absorvidas na amostra : inclui os elétrons que nunca escapam.
  • Desenhar o caminho após o escape : continua desenhando o caminho de um elétron retroespalhado depois que ele deixou a superfície.

Estatísticas

Estatísticas

Valores para a energia do feixe atual, com o modelo que produziu cada um indicado entre colchetes.

  • Seção de choque de dispersão (σ_E) (nm²) — seção de choque elástica total por átomo.
  • Livre caminho médio elástico (λ) (nm) — distância média entre eventos de espalhamento elástico.
  • Poder de freamento (dE/ds) (eV/nm, negativo) — energia perdida por unidade de comprimento de trajetória.
  • Coeficiente de elétrons retroespalhados, η (%) — a fração dos elétrons incidentes que saem novamente pela superfície de entrada. É a grandeza na qual se baseia o contraste das imagens BSE.
  • Energia média de BSE (keV) — energia média dos elétrons retroespalhados no momento em que escapam.

Distribuição direcional dos BSE

Distribuição direcional dos BSE

Distribuição angular dos elétrons retroespalhados, desenhada em uma estereonete cujo centro é a direção normal à superfície.

  • Frequência / Energia média / Desvio padrão da energia : a grandeza mapeada em cor — quantos elétrons saem em cada direção, sua energia média ou a dispersão dessa energia.
  • Desenhar eixos : sobrepõe as direções +X / ±Y / ±Z.
  • Min / Max, Resolution, Color : os limites da escala de cores, o tamanho da classe angular do histograma e o mapa de cores.

Histogramas

Histogramas

Três distribuições dos elétrons retroespalhados, todas normalizadas para área unitária.

Distribuição de energia dos BSE no escape

Histograma da energia que os elétrons retroespalhados ainda carregam ao deixar a amostra (keV) — não da sua perda de energia. O simulador EBSD a usa para ponderar a integração em energia do master pattern.

Distância máxima de BSE paralela à superfície

Histograma de quanto cada elétron retroespalhado percorreu lateralmente (paralelamente à superfície, nm) antes de escapar. É o tamanho lateral do volume de interação e, portanto, o limite intrínseco de resolução espacial de uma medição BSE ou EBSD.

Profundidade máxima de penetração de BSE

Histograma da maior profundidade perpendicular à superfície (nm) que cada elétron retroespalhado alcançou antes de escapar. O simulador EBSD a usa para ponderar a integração em profundidade do master pattern.

Veja também