【技术实现步骤摘要】
本公开的实施方案涉及带电粒子显微镜系统以及用于其操作的算法和方法。具体地，一些实施方案涉及用于包括微分相衬的微分析的技术。
技术介绍
1、在扫描透射电子显微术(stem)中，将电子束聚焦到样本上并生成各种信号，从这些信号导出关于样本的特征信息。电子能量损失谱(eels)是一个示例，高角环形暗场(haadf)是另一示例。微分相衬(dpc)包括在样本上扫描束并生成特征干涉图，该特征干涉图可用于导出结构信息，诸如晶体结构信息(类似于衍射方法)和键信息。微分相衬的优点是可以直接对构成样本的原子的磁结构进行成像，从而提供直观的图像分析并从图像中直接测量材料参数。
2、通常，使用分段检测器实现微分相衬(dpc)，并且当束沿正向方向和反向方向扫过样本时生成微分信号。微分信号通常是例如使用象限检测器根据来自中心位置的相对侧上的相对检测器段的检测器信号的差异而产生的。出于这个原因，微分相衬技术通常涉及在样本的下游引入专门的分段检测器，类似于将用于明场(bf)stem成像的检测器，不同之处在于该检测器还沿着一个或多个轴线被划分成相对的段。与haadf相比，dpc和eels均测量由样本的原子以相对小的角度散射的电子。以这种方式，用于dpc和eels的典型技术不能同时执行而不牺牲其中一种技术来支持另一种技术。例如，分段检测器可包括光圈以允许散射电子的一部分穿过而到达eels光谱仪。另选地，可在样本中的给定点上执行两个连续测量以分别收集eels数据和dpc数据。随着仪器分辨率的进步、要测量的材料结构的逐渐缩小以及深低温保存技术的改进，感兴趣的
技术实现思路
1、在一个方面，一种电子显微镜系统包括：电子源，该电子源被配置为发射电子束；显微镜镜筒，该显微镜镜筒与该电子源光学耦合并且被配置为从该电子源接收该电子束；和能量滤波器，该能量滤波器与该显微镜镜筒耦合并且被配置为从该显微镜镜筒接收该电子束的电子。该系统包括控制电路，该控制电路与该显微镜镜筒和该能量滤波器可操作地耦合，该控制电路与一个或多个非暂态机器可读存储介质电子地耦合，该非暂态机器可读存储介质存储指令，该指令当由该控制电路执行时，使得该电子显微镜系统执行操作。这些操作包括引导该电子束穿过设置在该显微镜镜筒中的材料样本，其中该材料样本和该电子束的相互作用产生该电子束的散射部分。这些操作将该散射部分引导向该能量滤波器，该能量滤波器被配置为通过能量沿着分散轴线分散该散射部分并将该散射部分的子集引导向该能量滤波器的检测器。这些操作包括使用入射在该检测器上的该散射部分的该子集生成检测器数据，该检测器数据包括eels数据。这些操作还包括使用该检测器数据生成微分相衬度(dpc)数据。
2、在一些实施方案中，生成检测器数据包括：使该能量滤波器的一个或多个部件散焦；以及使用该检测器生成角分辨eels(ar-eels)图像。生成dpc数据可包括确定能量-动量坐标空间中的该ar-eels图像的区域的第一质心。生成dpc数据可包括将该ar-eels图像的该第一质心从该能量-动量坐标空间映射到动量-动量坐标空间。生成dpc数据还可包括确定该动量-动量坐标空间中的第二质心。
3、在一些实施方案中，生成该dpc数据还包括确定该动量-动量坐标空间中的该第二质心相对于该第一质心的参考位置的位移μ。生成该dpc数据还可包括：使用该位移生成dpc向量图像；以及至少部分地通过对该dpc向量图像求积分来生成该材料样本的标量idpc图像。
4、使该能量滤波器的该一个或多个部件散焦可包括修改该能量滤波器的一个或多个电子光学元件的一个或多个操作参数或移动该检测器。这些操作还可包括确定角度α，该角度对应于该散射部分的该子集相对于该检测器的检测表面的入射角。
5、生成检测器数据可包括使用该检测器生成第一ar-eels图像。生成检测器数据可包括修改该显微镜镜筒的一个或多个部件，导致经由该电子束与该材料样本的该相互作用生成的衍射图案的旋转。生成检测器数据还可包括使用该检测器从旋转的衍射图案生成第二ar-eels图像。
6、在一些实施方案中，生成dpc数据包括确定该第一ar-eels图像中的区域的第一质心，该第一质心是针对第一能量-动量坐标空间定义的。生成dpc数据可包括确定该第二ar-eels图像中的该区域的第二质心，该第二质心是针对第二能量-动量坐标空间定义的。生成dpc数据还可包括确定该区域的第三质心，该第三质心是针对动量-动量坐标空间定义的。该第一能量-动量坐标空间和该第二能量-动量坐标空间可基本上正交。该区域可对应于该散射部分的零损失峰。该区域可对应于该散射部分的等离子共振区域。该区域可对应于该散射部分的芯损失区域。
7、在第二方面，一个或多个非暂态机器可读存储介质存储机器可执行指令，该机器可执行指令当由机器执行时，使该机器执行前述方面的操作。
8、在第三方面，一种用于生成dpc数据的方法包括前述方面的操作。该方法可由机器自动实现(例如，无需人工干预)，伪自动实现(例如，具有有限的人工干预)和/或手动实现。例如，该方法可由带电粒子显微镜系统的人类用户启动，之后可将前述方面的操作实现为一个或多个计算机实现的算法。该方法可终止于例如从eels数据和对应的dpc数据的子集生成可视化数据的用户动作。
9、已采用的术语和表达用作描述性术语而非限制性术语，并且在使用此类术语和表达时不意图排除所示出和描述的特征或其部分的任何等效物，而是应认识到，在要求保护的主题的范围内，各种修改是可能的。因此，应该理解的是，尽管已经通过实施方案和可选特征具体公开了本公开要求保护的主题，但是本领域技术人员可对本文公开的概念进行修改和改变，并且此类修改和改变被认为是在由所附权利要求限定的本公开的范围内。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种电子显微镜系统，包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其中生成检测器数据包括：
3.根据权利要求2所述的系统，其中生成DPC数据包括：
4.根据权利要求3所述的系统，其中生成所述DPC数据还包括：
5.根据权利要求2所述的系统，其中使所述能量滤波器的所述一个或多个部件散焦包括：
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述操作还包括确定角度α，所述角度对应于所述散射部分的所述子集相对于所述检测器的检测表面的入射角。
7.根据权利要求1所述的系统，其中生成检测器数据包括：
8.根据权利要求7所述的系统，其中生成DPC数据包括：
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述第一能量-动量坐标空间和所述第二能量-动量坐标空间基本上正交。
10.根据权利要求8所述的系统，其中所述区域对应于所述散射部分的零损失峰。
11.根据权利要求8所述的系统，其中所述区域对应于所述散射部分的等离子共振区域。
12.一个或多个非暂态机器可读存储介质，所述一个或多个非暂态机器可读
13.根据权利要求12所述的介质，其中生成检测器数据包括：
14.根据权利要求13所述的介质，其中生成DPC数据包括：
15.根据权利要求12所述的介质，其中生成检测器数据包括：
16.根据权利要求15所述的介质，其中生成所述DPC数据包括：
17.根据权利要求16所述的介质，其中生成所述DPC数据还包括：
18.根据权利要求16所述的介质，其中所述第一能量-动量坐标空间和所述第二能量-动量坐标空间基本上正交。
19.根据权利要求16所述的介质，其中所述区域对应于所述散射部分的零损失峰。
20.根据权利要求16所述的介质，其中所述区域对应于所述散射部分的芯损失区域。
...【技术特征摘要】
1.一种电子显微镜系统，包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其中生成检测器数据包括：
3.根据权利要求2所述的系统，其中生成dpc数据包括：
4.根据权利要求3所述的系统，其中生成所述dpc数据还包括：
5.根据权利要求2所述的系统，其中使所述能量滤波器的所述一个或多个部件散焦包括：
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述操作还包括确定角度α，所述角度对应于所述散射部分的所述子集相对于所述检测器的检测表面的入射角。
7.根据权利要求1所述的系统，其中生成检测器数据包括：
8.根据权利要求7所述的系统，其中生成dpc数据包括：
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述第一能量-动量坐标空间和所述第二能量-动量坐标空间基本上正交。
10.根据权利要求8所述的系统，其中所述区域对应于所述散射部分的零损失峰。
11.根据权利要求8所述的系统，其中所述区域对...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·维斯普奇，L·梅勒，W·R·J·范登布鲁克，I·拉西克，
申请(专利权)人：FEI公司，
类型：发明
国别省市：
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