Z-contrast image 是什麼意思?

如題啊 一篇講分析電子顯微鏡(AEM)的文章中遇到的


Z襯度像有兩種,一種是Pennycook的Z襯度像,另一種是Crewe的Z襯度像,Z的意思是原子序數。

第一種是現在普遍使用的,一般指HAADF-STEM(另外還有MAADF和LAADF),也就是在掃描透射模式下(如下圖),將電子束通過匯聚透鏡聚成一個納米(或亞納米)級別的的束斑,在樣品表面掃描,然後用一個環形探測器收集高角度散射的電子強度(盧瑟福散射),與Z^{2} 成正比,意思就是對於大角度散射的電子,原子序數越大,散射的越厲害

(實際上是考慮到熱振動引起的散射等,強度是與Z^{2-x} 成正比,x=0.3-0.7)。通過同步掃描的樣品區域和得到的一系列強度信號,就可以得到一副圖像了,這個原理與掃描電鏡是類似的,只不過SEM用的是二次電子的信號來成像。

舉個例子,這是兩幅Z襯度像,在銅晶界上析出的鉍元素,由於鉍原子序數更大,所以更亮。Z襯度像相比較於HRTEM來說,可以更加直觀的解讀原子層面的結構,並且在確定的元素體系下,還可以直接用亮度來確定元素的種類和含量。

另一種Z襯度像是Crewe的Z襯度像,與Z成正比,這裡就不解釋了,那是早期的STEM,Crewe是Chicago Univ的物理學家,STEM的開拓者,詳細參考microscopy.org 的頁面


我玩光鏡的,電鏡不熟,Z-contrast image 應該是指相位襯度成像的意思,推薦你看下Scanning transmission electron microscopy

Z-襯度像成像原理及其特點


簡單來說,原子係數越大的原子,經其散射的電子就越多,那麼未散射的direct beam就越弱。所以在bright field的成像里,該處的intensity就越小,也就是越暗。


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