Моделирование HRTEM¶

Моделирует изображения с разрешением кристаллической решётки в высокоразрешающем ПЭМ. Основной режим симулятора HRTEM/STEM.

Ход вычислений¶

Метод блоховских волн: вычисляет распространение электронной волны через потенциал кристалла; даёт амплитуду и фазу выходящей волны
Линзовая функция: применяет аберрации объективной линзы (сферическая аберрация \(C_s\), дефокусировка \(\Delta f\))
Частичная когерентность: учитывает конечный размер источника (пространственная когерентность) и энергетический разброс (временная когерентность)
Формирование изображения: вычисляет интенсивность \(|\psi(\mathbf{r})|^2\)

Параметры образца¶

Параметр	Описание
Thickness	Толщина образца (nm). HRTEM-изображения сильно зависят от толщины

Оптические параметры¶

Условия TEM¶

Параметр	Описание
Acc. Vol.	Ускоряющее напряжение (kV). Релятивистски скорректированная длина волны показана рядом
Defocus	Значение дефокусировки (nm). Дефокусировка Шерцера показана для справки

Внутренние параметры¶

Параметр	Описание	Типично
Cs	Сферическая аберрация (mm)	0.5–1.0 (обычная); < 0.01 (с коррекцией Cs)
Cc	Хроматическая аберрация (mm)	1.0–2.0
β	Полуугол освещения (mrad)	0.1–1.0
ΔE	Энергетический разброс, ширина 1/e (eV)	0.5–2.0

Функция передачи фазового контраста (PCTF)¶

Отображается на вкладке линзовой функции:

\(\sin\chi(u)\): функция передачи фазового контраста (\(\chi(u)\) — функция аберраций линзы)
\(E_\text{s}(u)\): огибающая пространственной когерентности
\(E_\text{c}(u)\): огибающая временной когерентности

Дефокусировка Шерцера: \(\Delta f = -\sqrt{\tfrac{4}{3}\,C_s \lambda}\ (\approx -1.155\,\sqrt{C_s \lambda})\) — условие, дающее широкую отрицательную полосу PCTF (тёмный контраст = положения атомов). ReciPro использует это исходное значение Шерцера — выведенное путём приравнивания минимума фазы аберраций \(\chi\) к \(-2\pi/3\) — и значение, показанное в GUI, соответствует этой формуле; в некоторых источниках вместо этого используется расширенное значение Шерцера \(-1.2\sqrt{C_s\lambda}\).

Апертура объектива¶

Задайте размер апертуры (mrad) и положение. Open aperture убирает её. Число учитываемых блоховских волн зависит от условий апертуры.

Модели частичной когерентности¶

Модель	Описание
Quasi-coherent (linear image)	Быстро. Справедливо в приближении слабой фазы
TCC (Transmission Cross Coefficient)	Точнее; больше время вычислений

Режимы моделирования¶

Режим	Описание
Single image	Одно изображение при текущих толщине и дефокусировке
Serial image	Матрица изображений по диапазонам толщина × дефокусировка (Start / Step / Num)

Настройка изображения¶

Параметр	Описание
Min / Max	Диапазон отображения (ползунки настройки изображения)
Colour	Оттенки серого или Cold-Warm
Gaussian blur (FWHM)	Применяет фильтр Гаусса
Unit cell	Накладывает сетку элементарной ячейки
Scale	Показывает масштабную линейку