使用扫描传输电子显微镜在相对不确定性低于10 - 4的平面间距计量学的统计方法
Amram Azulay1, Itai Silber2, Yoram Dagan2
1Department of Materials Science and Engineering, The Iby and Aladar Fleischman Faculty of Engineering, Tel Aviv University, Tel Aviv 6997801, Israel.
Micron (Oxford, England : 1993)
|January 17, 2025
概括
我们开发了一种使用扫描传输电子显微镜 (STEM) 的新方法,以精确测量晶体中的原子距离. 这种技术为结构特征和TEM校准提供了高精度.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 固态物理 固态物理
背景情况:
- 使用扫描传输电子显微镜 (STEM) 的原子尺度计量学对于晶体结构的表征至关重要.
- STEM可以实现本地应变分辨率和精确的像素大小校准.
- 精确测量平面间距离 (d-spacing) 对于这些应用是必不可少的.
研究的目的:
- 介绍一种新的算法,用于评估来自高角度环状暗场STEM (HAADF STEM) 信号的d间距.
- 用模拟和实验数据评估方法的准确性,精度和稳定性.
- 提出对传输电子显微镜 (TEM) 校准的方法,因为其高精度和低样本体积的要求.
主要方法:
- 开发一种算法,用于处理HAADF STEM信号的曲线拟合.
- 使用模拟数据对立方酸 (SrTiO3) 的验证.
- 研究实验数据以确定电子剂量,采样分辨率和统计采样对d间距测量的影响.
主要成果:
- 提出的方法是无偏见的,精度超过了输入值的显著位数.
- 在探针校正的STEM中单个d间隔测量显示不确定性在1到3比克米 (分钟) 之间.
- 对众多d间隔的自动统计测量产生了相对不确定性的平均值≤10−4.
结论:
- 开发的方法提供了高度准确和精确的d间距测量.
- 它使TEM校准具有与X射线衍射相比的不确定性,但样本体积明显较小 (∼10−3μm3).
- 这一进步为原子尺度计量学和材料表征提供了一个强大的工具.
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