Перейти к содержанию

Моделирование прецессионной электронной дифракции (PED)

Моделирование PED (Precession Electron Diffraction) вычисляет картины электронной дифракции, получаемые при прецессии падающего пучка по конусу вокруг оптической оси.

На этой странице перечислены все настройки, которые появляются в правой части окна при выборе Wave = Electron beam, Incident beam = Precession (electron), Intensity = Dynamical (automatic). Обратите внимание, что выбор Precession (electron) для падающего пучка автоматически переключает расчёт интенсивности на Dynamical. Об операциях на уровне всего окна, таких как рисование и сохранение, см. обзорную страницу.

Условия GUI: Wave = Electron beam, Incident beam = Precession (electron), Intensity = Dynamical (automatic)

Симулятор дифракции в режиме PED

Обзор

При PED электронный пучок прецессирует по конусу вокруг оптической оси, а картины дифракции, полученные для каждого направления пучка на конусе прецессии, интегрируются. По сравнению с обычной SAED это даёт следующие преимущества:

  • Динамические эффекты усредняются, что даёт данные об интенсивности, близкие к кинематическим соотношениям интенсивностей
  • Рефлексы зон Лауэ высшего порядка (HOLZ) наблюдаются более отчётливо
  • Можно получить данные об интенсивности, пригодные для структурного анализа

Настройка длины волны

Длина волны

Поскольку PED — это электронная дифракция, выберите в качестве источника Electron beam. Ввод энергии электронов (keV) или длины волны (nm) вычисляет релятивистски скорректированную длину волны.

Падающий пучок

Режим падающего пучка

Для геометрии падающего пучка выберите Precession (electron) (доступно только при выбранном электронном пучке).

Примечание : Выбор Precession (electron) автоматически переключает расчёт интенсивности на Dynamical, и появляются панель настроек метода блоховских волн и панель настроек прецессии. Only excitation error / Kinematical больше нельзя выбрать.

Настройки прецессии

Параметры прецессии

Задайте форму и дискретизацию конуса прецессии.

Параметр Описание Рекомендуется
Semi-angle Половинный угол раствора конуса прецессии (mrad) 10–40 mrad
Step Число направлений параллельного пучка, дискретизируемых на конусе прецессии. Большие значения дают более гладкое интегрирование, но линейно увеличивают время вычислений 36–72

Расчёт интенсивности и настройки метода блоховских волн

В момент выбора Precession (electron) значение Intensity = Dynamical (automatic) фиксируется. Для параллельного пучка в каждом направлении прецессии интенсивность дифракции вычисляется методом блоховских волн (динамический расчёт), и интегрирование по всем направлениям даёт картину PED.

Параметры метода блоховских волн

Параметр Описание Рекомендуется
No. of diffracted waves Число блоховских волн, учитываемых в задаче на собственные значения. Большие значения дают более точные интенсивности, но время вычислений растёт как \(O(N^3)\) 50–200
Thickness Толщина образца, используемая в динамическом расчёте (nm) —

Вычислительная стоимость примерно равна «число шагов × расчёт блоховских волн на одно направление». Подробности динамического расчёта см. в разделе Динамический расчёт (метод блоховских волн).

Отображение рефлексов

Отображение

Управляет тем, как рисуется каждый дифракционный рефлекс.

  • Solid sphere / Gaussian : Геометрическая модель узлов обратной решётки. Solid sphere рисует сечение сферы радиуса \(R\) со сферой Эвальда, а Gaussian рисует сечение (2D-гауссиану) 3D-гауссианы с \(\sigma = R\) со сферой Эвальда.
  • Opacity : Прозрачность рефлекса (0 = прозрачный, 1 = непрозрачный).
  • Radius (R) : Радиус узлов обратной решётки. Для динамических интенсивностей интеграл гауссианы \(=\) Brightness \(\times I_\text{dyn}\), а Solid sphere использует радиус \(R \times I_\text{dyn}^{1/2}\) (так что площадь пропорциональна динамической интенсивности).
  • Brightness : Доступно только в режиме Gaussian. Интегральная интенсивность рисуемой гауссианы.
  • Colour scale : Цветовая шкала Gray scale или Cold-warm.
  • Log scale : Отображение интенсивности в логарифмическом масштабе.
  • Spot colour : Цвет рефлекса, когда цветовая шкала не применяется.
  • Use crystal colour : Рисует рефлексы цветом, назначенным каждому кристаллу.

Сравнение с SAED

Свойство SAED PED
Пучок Параллельный, фиксированный Прецессирующий (сканирование по конусу)
Динамические эффекты Большие Усреднённые, меньше
Рефлексы HOLZ Слабые Проявляются сильно
Надёжность интенсивности Может быть недостаточной для структурного анализа Пригодна для структурного анализа
Время вычислений Короткое Длинное

См. также