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标题:[未解决]【转载】【讨论】关于彗差

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【转载】【讨论】关于彗差

关于coma free的事情一直想当面问些同行,巧了,前几天,有机会碰到几位做TEM的同行,请教了钢铁行业里颇有经验的老师关于彗差的问题,他讲到,彗差应该是STEM上专有的一种消像差方法,说到一个Rochigram环,说这种消像差的方法校正过后,其他的消像差方法可以免做。
但时间比较紧,没有细问,具体操作还要等问他要些资料看看才行。不知道这里面是不是我听的不确切或者理解的不准确,请用过coma free校正的指点一下吧。
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夜蓝星[使用道具]
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从来没调过,Tecnai 的帮助文件这样写的。
5.12 Coma-free alignment
Purpose: Make sure that the beam is along the optical axis of the objective lens.
Importance: ESSENTIAL for obtaining reliable and accurate high-resolution data.
Method: The microscope will slowly wobble the beam in the x or y direction with a set amount of beam tilt (determined by the coma-free amplitude alignment). Adjust the coma-free center until the images for both tilts have the same apparent defocus.
Procedure
The alignment procedure consists of three steps:
• The first step is a preparation step to center the beam and focus the image.
• In the two following steps, is wobbled (first step in the x, second step the y direction), and the coma-free center is adjusted until the two 'wobble' images have the same defocus.
Description
There are several possible methods for aligning the objective lens (but all affect the same parameter - the tilt of the electron beam):
• Current center - by wobbling the objective lens and minimizing image displacements.
• Voltage center - by wobbling the high tension and minimizing image displacements (not implemented on Tecnai).
• Coma-free alignment - by wobbling the incident beam and minimizing focus difference.
The former two methods came about in an age when it was important to minimize the effects of objective-lens (current center) and high-tension (voltage center) instabilities in order to achieve high resolution. Nowadays these instabilities are so small that they are no longer of major concern. Meanwhile it had been found by Zemlin et al. (1978; Ultramicroscopy 3, 49) and later Smith et al. (1983; Ultramicroscopy 11, 263) that neither current nor voltage center is sufficient alignment for high-resolution imaging. One difficulty is often the precision (reproducibility) with which the current or voltage center can be aligned. The main problem is, however, that for most instruments neither center lies along the true objective-lens optical axis. A misaligned objective lens will lead to different phase shifts (the Contrast Transfer Function) for the equivalent hkl and -h-k-l diffracted beams, which has a major effect on apparent symmetry in high-resolution images.
Only coma-free alignment is sufficiently accurate for centering of the objective lens for high-resolution imaging. In coma-free alignment, the beam is wobbled slowly between a -x and +x tilt. Because of the presence of spherical aberration, these beam tilts lead to an apparent defocus (overfocus). This defocus is relative to the true optical axis and not to the 'unwobbled' case. In order to align the objective lens, the beam tilt is then adjusted to make the defocus of the two wobble directions identical. The adjustment is done for the x and y tilt directions.
Note 1: It is important to remember that it is the apparent defocus that must be the same for the two images. This doesn't mean that the images become identical. After all, the beam still goes through the specimen (best an amorphous carbon foil or amorphous edge of a hole in the specimen) in two different directions and the difference in the line-up of atoms in the amorphous material can still lead to differences in the images themselves.
Note 2: Because coma-free alignment and the rotation center affect the same parameter (the tilt of the incident beam), there is no point in iterating rotation center, then coma-free alignment and then rotation center again (with the last alignment the coma-free alignment is undone). These alignments differ in the method, not in their result.
Note 3: The effect of coma (the lens error introduced by beam tilt) looks very similar to that of astigmatism. The final astigmatism correction should be done after coma-free alignment, but it may be necessary to do an initial astigmatism correction before.
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贴一个网站cuturl('http://www.rodenburg.org/STEM/index.html')
个人觉得是一个非常好的学习STEM及TEM操作的网站,其中有作者结合CM20和JEOL2010系列的STEM/TEM操作说明
我觉得简单的来说Ronchigram是由于物镜上极靴的球差造成的。STEM模式下,电子束在样品区会聚成一斑点,但由于物镜球差的存在,不同角度的电子束的会聚点不重合,所以样品对于不同角度的电子束来说欠焦、正焦、过焦都存在。对于使样品处于正焦的电子束,成像的放大倍数为无穷大,表现在Ronchigram图上有一个infinite tangential magnification环和一个infinite radial magnification环(为什么会形成这样的形状,我现在也没搞清,哪位弄明白了指点一下迷津吧,呵呵),利用这个环的中心位置可以进行合轴,利用环的形状可以进行消像散。
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龙泉[使用道具]
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多谢葡萄糖朋友 ,回去学习一下先
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回复 #1 龙泉 的帖子

物镜慧差(Coma-free)的调整,被认为是比电流/压中心(通称旋转中心)更准确的物镜对中手段,有益于高质量的高分辨像,特别是对增加点分辨率的图像处理方法。因此 “彗差应该是STEM上专有的一种消像差方法”的说法不对。采用慧差调整的主要原因是旋转中心可能不是真实的物镜中心,而且其判据也太过于主观。使用慧差调整,你可以使用CCD的live-FFT。当光束在光轴两边做等角度倾斜时,从FFT上确认束倾斜诱发的离焦量和像散是否接近。这一判据至少可以被认为是半定量的。
Rochigram实际上就是衍射的阴影像(shadow image),它对STEM聚光镜像散消除起着决定性的作用。慧差和像散是两个不同的概念,消除慧差不等于消除消散,反之亦然。因此,慧差矫正之后“其他的消像差方法可以免做”,实在是过于乐观。
更何况,通常说的像散(二级像散)和慧差只是很复杂的相差的一部分。比之高级的相差有:三级像散、四级像散、球差、星形像差(star aberration)、五级像散等等。这些像差共存,且相互影响。当低级相差消除以后,高级像差的影响就凸现出来。分辨率要求越高,像差消除的级别也就需要越高。正因为如此,球差矫正器在矫正球差系数的同时,也减小其它的像差参数。
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小牛牛[使用道具]
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回复 #1 龙泉 的帖子

利用rochigram 确实可以调整astigmatism,但是做不到完全消除astimagtism. 想要完全消除astimagtism,需要on axis crystal lattice。
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额 好复杂啊  做STEM之前 要调水纹像 把水纹像中间的眼睛调圆了 我感觉效果就可以了的 基本上有晶格条纹的话肯定能出来的
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小黄[使用道具]
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最早的Rochigram像在杂志发表的是用JEM2010F做的。主要用与STEM调象散的。
而coma free是用于TEM消除象散的。不是一回事。
告诉你的一个搞笑的是,当年FEI卖电镜(带STEM的)。给客户的参考文献(关于Rochigram像)却是用JEOL电镜做的。
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小红[使用道具]
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回复 #8 小黄 的帖子

STEM 下也是也要做comafree的, 简单的说就是调focus的时候rochigram 不能来回跑
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铃儿响叮当[使用道具]
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回复 #9 小红 的帖子

呵 不知道这是真的否?FEI用的JEOL上的Rongchigram象
其实Coma的粗调有更tricky的简单办法 用Rongchigram调得细致些
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