[發明專利]掃描透射電子顯微成像方法和系統

在審

• 申請號: 201811057343.6
• 申請日: 2018-09-11
• 公開（公告）號: CN109166781A
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發明（設計）人: 王義林
• 申請（專利權）人: 鎮江樂華電子科技有限公司
• 主分類號: H01J37/22
• 分類號: H01J37/22;H01J37/26;H01J37/28
• 代理公司: 杭州裕陽聯合專利代理有限公司 33289
• 代理人: 姚宇吉

本發明提供了一種掃描透射電子顯微成像方法和系統，其中，方法包括以下步驟：控制電子束在樣品上方進行逐點的旋進掃描，在樣品下方得到衍射點信息，其中，電子束對樣品的逐點的旋進掃描通過控制電子束在每個掃描點旋轉一周，并間隔角度取若干掃描點，然后將若干間隔選取的掃描點加權疊加生成的掃描點代替原先單個掃描點；通過選取高角度的衍射點信息，得到電流強度信息；根據電流強度信息轉換成衍射襯度信息，根據衍射襯度信息得到樣品的暗場像。本發明通過增加旋進電子衍射方式，對每個掃描點的信號進行加權疊加，可以消除運動學效應的影響，提高了襯度，隨著襯度的提高，也提高了掃描透射電子顯微成像(STEM)圖像的靈敏度和分辨率。

技術領域

本發明涉及電鏡掃描透射成像技術領域，特別涉及一種掃描透射電子顯微成像方法和系統。

背景技術

電子顯微鏡是材料微觀研究的基本技術手段之一,也是納米材料最為主要的檢測設備。電子顯微鏡已不僅用于形態分析，而且還是結合了各種電子衍射分析，元素分析的多功能儀器。

電子顯微鏡采用電子束作為光源從而得到極高的細節分辨能力，使其成為可以直觀的檢測到晶體材料的原子結構信息的重要工具。通過電子顯微鏡不僅可以獲得帶有晶體結構信息的高分辨照片，也可以給出納米尺度選區的電子衍射。通過STEM成像系統，電子顯微鏡同時提供掃描圖像，結合EDS和EELS，同時提供元素的成分含量和分布的信息。

電子顯微鏡主要由電子源、電磁透鏡系統、樣品臺以及成像系統等部分組成。透射電子顯微鏡中入射電子從電子源出發經過電磁透鏡系統聚焦后穿過樣品臺上的試樣，與試樣內部原子發生相互作用后在成像系統中的熒光屏或感光部件上成像，實現數據采集。STEM成像系統，通過電子束在樣品表面掃描，跟樣品表面的散射，在HAADF探頭上得到強度信息，從而，得到樣品的掃描圖像。

電子顯微鏡是研究材料拉伸應變，損傷，變形的形貌及原子像的主要工具。實時觀察試樣的形貌、位錯、原子排列的變化，對分析試樣材料機理，改正和研發新材料非常重要的方面。但主要難點在于怎樣設計合適的STEM成像系統，盡量提高STEM圖像的襯度以及分辨率。

發明內容

本發明提供一種掃描透射電子顯微成像方法和系統，解決現有上述的問題。

為解決上述問題，本發明實施例提供一種掃描透射電子顯微成像方法，包括以下步驟：

控制電子束在樣品上方進行逐點的旋進掃描，在樣品下方得到衍射點信息，其中，電子束對樣品的逐點的旋進掃描通過控制電子束在每個掃描點旋轉一周，并間隔角度取若干掃描點，然后將若干間隔選取的掃描點加權疊加生成的掃描點代替原先單個掃描點；

通過選取高角度的衍射點信息，得到電流強度信息；

根據電流強度信息轉換成衍射襯度信息，根據衍射襯度信息得到樣品的暗場像。

作為一種實施方式，所述電子束對樣品的逐點的旋進掃描通過控制電子束在每個掃描點通轉一周，并間隔角度取若干掃描點，包括以下步驟：

每間隔30°選取共12個特征角度的掃描點進行加權疊加。

作為一種實施方式，還包括以下步驟：

在電子束旋進過程中，進行去掃描轉換，保證掃描的支點和去掃描的支點位于衍射的前焦面和后焦面上。

本發明還提供一種掃描透射電子顯微成像系統，包括：

掃描線圈，用于控制電子束在樣品上方進行逐點的旋進掃描，在樣品下方得到衍射點信息，其中，電子束對樣品的逐點的旋進掃描通過控制電子束在每個掃描點通轉一周，并間隔角度取若干掃描點；

處理單元，用于將若干間隔選取的掃描點加權疊加生成的掃描點代替原先單個掃描點；