HRTEM / STEM Simulator¶

O Simulador HRTEM/STEM simula imagens de franjas de rede (HRTEM) por TEM, imagens STEM e potenciais projetados. Clique em Simulate para executar.

Atalhos de teclado e mouse¶

Os resultados são exibidos como um ou mais painéis de imagem. Eles usam a navegação de visualização de imagem padrão do ReciPro, e todos os painéis se deslocam e dão zoom em conjunto.

Atalho	Ação
`F1`	Abrir esta página do manual on-line
`CTRL`+`C` (grade de imagens em foco)	Copiar a(s) imagem(ns) para a área de transferência como metarquivo
Arrastar com o botão esquerdo / arrastar com o botão do meio	Deslocar a imagem (todos os painéis se movem em conjunto)
Roda do mouse para cima / para baixo	Aproximar (×2) / afastar (×0.5) na posição do cursor
Arrastar uma caixa com o botão direito	Aproximar na região selecionada
Clique direito / clique duplo direito	Afastar (×0.5)
`CTRL` + arrastar uma caixa com o botão direito	Selecionar uma área retangular
Clique duplo esquerdo em um painel	Maximizar esse painel / restaurar a grade (layouts com vários painéis)
Mover o mouse (sem botão)	Ler a posição (pm) e o valor do pixel na posição do cursor

→ Consulte 21. Atalhos de teclado e mouse para uma visão geral de cada janela.

Rotas rápidas por objetivo¶

Objetivo	Ponto de partida	Referência
Calcular uma imagem HRTEM	Defina Image mode como HRTEM, depois ajuste a tensão de aceleração e a desfocagem em TEM conditions	Simulação HRTEM, Formação da imagem HRTEM
Calcular uma imagem STEM	Defina Image mode como STEM, depois ajuste o ângulo de convergência e o detector em STEM options	Simulação STEM, Cálculo STEM
Visualizar o potencial projetado	Defina Image mode como Potential	Simulação de potencial
Gerar uma série de espessura / desfocagem	Configure Single / Serial e as condições de imagem em HRTEM options	Simulação HRTEM
Usar HAADF-STEM com TDS	Defina fatores de temperatura atômica diferentes de zero e use um detector LAADF / HAADF	Cálculo STEM

Fluxo de trabalho básico¶

Selecione o cristal e a orientação na janela principal e, em seguida, abra este simulador.
Escolha HRTEM, STEM ou Potential em Image mode.
Ajuste a tensão de aceleração, a desfocagem, as aberrações, as aberturas e as configurações de convergência STEM em Optical property.
Ajuste a espessura, o tamanho da imagem, a resolução, a contagem de ondas de Bloch e o modelo de coerência parcial em Simulation property.
Clique em Simulate e, em seguida, ajuste o brilho, a normalização, a barra de escala e os rótulos em Display settings.

Área da imagem¶

A metade esquerda da janela mostra a imagem simulada. A barra de status na parte superior informa a posição do cursor (X:, Y:) e o valor da imagem Value: (intensidade) sob o cursor, ao lado de uma escala de intensidade Low → High que reflete o mapa de cores e a faixa de brilho atuais.

Image mode / Sample¶

HRTEM, Potential ou STEM.

Define a espessura da amostra.

Optical property¶

TEM conditions¶

Tensão de aceleração, desfocagem (Scherzer exibido).

Acc. voltage¶

Tensão de aceleração do microscópio eletrônico. Alterá-la atualiza o comprimento de onda corrigido relativisticamente (exibido ao lado do campo) e, junto com Cs, o valor sugerido de Scherzer defocus mostrado abaixo.

Defocus¶

Valor de desfocagem da lente objetiva. A desfocagem de Scherzer (o valor que maximiza a transferência de contraste de fase na aproximação de objeto de fase fraca) é mostrada abaixo como referência.

Inherent property (HRTEM optical aberrations)¶

Parâmetros de aberração específicos do microscópio usados pelo cálculo da função de lente.

Cs — coeficiente de aberração esférica.
Cc — coeficiente de aberração cromática.
β — semiângulo de iluminação (efeito de fonte finita).
ΔE — largura 1/e da flutuação de energia dos elétrons.

Lens function¶

Gráficos da função de lente. Ajustar o limite superior de u altera a faixa de desenho.

sin[χ(u)] — função de transferência de contraste de fase (PCTF).
E_s(u) — função de envelope de coerência espacial.
E_c(u) — função de envelope de coerência temporal.

Objective aperture (HRTEM option)¶

Cs, Cc, beta, delta-E, PCTF, envelopes de coerência espacial/temporal, abertura objetiva.

Size¶

Tamanho da abertura objetiva em mrad. Marque Open aperture para remover a abertura. O número de pontos de difração incluídos no cálculo de ondas de Bloch depende da abertura; o máximo é limitado pelo valor Max Bloch waves em Simulation property.

Shift¶

Deslocamento horizontal da abertura em mrad — usado para imitar uma abertura objetiva deslocada no HRTEM.

Spot info¶

Abre a lista detalhada de pontos (intensidade, amplitude complexa, etc.) para as reflexões que passam pela abertura. Conveniente quando o Simulador de difração também está aberto para comparação.

STEM options (optical)¶

Convergence semi-angle¶

Semiângulo da sonda convergente (mrad). Controla o tamanho da sonda STEM e a resolução espacial da imagem simulada.

Detector geometry¶

Ângulos de coleta interno / externo do detector anular (mrad). Escolha entre BF (ângulo interno pequeno), ABF, LAADF, HAADF (ângulo interno grande).

Scan area / step¶

Campo de visão de varredura e tamanho do pixel para a imagem STEM.

Simulation property¶

HRTEM options¶

Max Bloch waves, pixels/resolução da imagem, coerência parcial (quasi-coherent / TCC), modo Single/Serial.

Max Bloch waves¶

Número máximo de ondas de Bloch usadas no cálculo dinâmico. Aumentá-lo melhora a precisão ao custo do tempo de resolução de autovalores de O(N³).

Image property (pixels & resolution)¶

Dimensões em pixels e resolução de amostragem da imagem simulada. Uma resolução maior fornece um padrão de franjas mais fino, mas um tempo de FFT proporcionalmente mais longo por fatia.

Partial-coherent model¶

Como a interferência de ondas é tratada ao combinar as contribuições de todas as direções do feixe incidente.

Quasi-coherent — modelo rápido e aproximado que multiplica a função de transferência de contraste de fase pelos envelopes de coerência espacial e temporal.
Transmission cross coefficient (TCC) — modelo mais preciso que integra sobre o coeficiente de transmissão cruzado completo. Mais lento, mas exato no regime de imagem linear.

Consulte Apêndice A3.2 — Formação da imagem HRTEM.

Single / Serial mode¶

Single image — simula uma única imagem na espessura definida em Sample property e na desfocagem definida em Optical property.
Serial image — gera uma matriz espessura × desfocagem de acordo com Start / Step / Num para cada uma. Útil para encontrar a condição que melhor corresponde a uma imagem experimental.

STEM options (simulation)¶

Bloch wave count — mesma função que para HRTEM, aplicada por posição da sonda.
Angular resolution — número de pontos de amostragem na integração da direção da sonda.
TDS treatment — se inclui o espalhamento térmico difuso por meio dos fatores de temperatura B. Necessário para LAADF/HAADF.

Potential options¶

Exibido quando Image mode = Potential.

Target potential — escolha U_g (elástico) ou U′_g (absorção / TDS).
Display method — Magnitude and phase ou Real and imaginary part.

Image properties¶

Diffracted waves¶

Simulate¶

Display settings¶

Adjust¶

Brilho mín./máx., escala de cores, desfoque gaussiano.

Normalization¶

Display¶

Rótulo (espessura/desfocagem), barra de escala, sobreposição da célula unitária.

STEM image¶

Simulação STEM¶

O cálculo depende de: ângulo de convergência, contagem de ondas de Bloch, resolução angular.

Detector	Contribuição
BF, ABF	Elástico
LAADF, HAADF	Inelástico (TDS)

Defina os fatores de temperatura diferentes de zero para TDS (B = 0.5 Å² em caso de dúvida). Intensidade HAADF \(\propto Z^2\).

Um relatório mais detalhado está disponível em PDF: Comparação de simulações STEM pela GUI do Dr. Probe (v1.10) e ReciPro (v4.854). Consulte Simulação STEM para detalhes.