ZLP/PRP分量的这种低强度，如图3中所呈递的，它被放大100倍以提高其细节的可视性。如可见的，它包含与某些化学元素(诸如在当前示例中是C和Ti)相关联的峰/肩(的群集)，坐落在充实的背景贡献33之上。
[0051]实施例3
EELS模块的分辨率可以由很多效应所限制，诸如电子束中的泊松噪声(或“散粒噪声”)、检测器读出噪声、电子源的能量发散、EELS模块的光学像差、EELS模块中检测器的有限空间分辨率、所采用的电源中的电学不稳定性、机械振动等。结果，“理想”或“真实”EELS光谱Sraal (E)由EELS模块记录为实验光谱Sexp(E):
Sexp(E) = R(E)*Sreal(E)+N(E)，
其中R (E)代表(累积的)加宽效应，N(E)代表(累积的)噪声，以及星号(“*”)表示卷积:
R(E)*Sreal(E) = ； R(F) Sreal (E-F) dF。
[0052]在不存在样本的情况下，理想光谱仅包含ZLP峰，以及因此理想光谱可以被写为变化量(delta)函数，Sraal(E) = δ (Ε);在那种情况下，所记录的光谱被简化为:
Sexp(E) = R(E)+N(E)0
[0053]在存在样本的情况下，射束中的电子可以在样本中的等离子体激元上散射一次或多次。让Ρ (E)表示对EELS光谱的这些PRP贡献，在这种情况下理想光谱是:
Sreal(E) = δ (Ε)+Ρ(Ε),
以及EELS模块将此记录为:
Sexp(E) = R(E)+R(E)*P(E)+N(E)。
[0054]射束中的电子也可以在样本中的核心电子上散射，因此生成核心损失贡献。让C(E)表示对EELS光谱的CLP贡献。在不存在PRP贡献的情况下，理想光谱为:
Sreal(E) = δ (E)+C(E),
以及EELS模块将此记录为:
Sexp(E)=R(E)+R(E)*C(E)+N(E)。
[0055]当PRP和CLP两者都对光谱有贡献时，理想光谱变成:
Sreal(E) = (δ (Ε)+Ρ(Ε)) * (δ (E)+C(E))
=δ (Ε) + Ρ(Ε) + C(E) + P(E)*C(E),
以及EELS模块将此记录为:
Sexp (Ε) = R(E) + R(E)*P(E) + R(E)*C(E) + R (Ε) *P (E) *C (E) + N(E)。
[0056]这里卷积Ρ (E) *C (Ε)代表射束中已经经历了与等离子体激元的散射的电子的贡献，在该散射之后或之前是在核心电子上的散射。
[0057]贡献1?任)*?任)*(:?)使CLP光谱的量化分析变得复杂，以及因此期望从实验光谱中提取这个贡献。这可以使用解卷积来做到:EELS模块可以(例如)被配置为使得上述检测器记录光谱的CLP部分:
Sclp(E)=R(E)*C(E) + R(E)*P(E)*C(E) + N(E),
同时上述福射传感器记录光谱的PRP部分:
Sprp(E)=R(E)+R(E)*P(E) +Ν(Ε) ο
[0058]检测器上和传感器上所记录的光谱都根据下式从能量域Ε到频域w被傅里叶变换:
S(w) = ； S(E) e2"1 Ew dEo
[0059]如众所周知的，傅里叶变换将能量域中的卷积变换为频域中的直接相乘，使得: SCLP (w) = R(w) *C(w) + R(w).Ρ (w) *C (w) + N (w)
以及
Sprp(w) = R(w) + R(w) *P (w) + N (w) o
[0060]然后“裸露”核心损失光谱可以通过使检测器信号SaP(w)除以传感器信号SPRP(w)来得到:
SCLp (w) / SPRP (w) = [R (w) *C (w) + R (w) *P (w) *C (w) +N (w) ] / [ R (w) + R (w)?P(w) +N(w)]
=C(w) + N (w).[1-C (w) ] / [ R(w) + R(w) *P (w) +N (w)]。
[0061]最后的表达式中的第一项代表理想裸露核心损失光谱。第二项代表这个核心损失光谱中由于测量中的噪声引起的不确定性。对于低频率w，噪声N(w)通常比ZLP信号R(w)小得多，即N(w) ? R(w)，使得这个第二项的贡献是可忽略的。对于高频率w，噪声N(w)可以变得显著，由此一些规则化的形式必须被应用于此项。在噪声数据解卷积领域中，这样的规则化方案是为本领域技术人员所知的。已知规则化方法的一个示例是用SaP(w)/ SPRP(w)乘以低通滤波函数f(w)，所述低通滤波函数f(w)对于与系统(估计的)能量分辨率相对应的频率w。以上的频率w (平滑地)变为零。已知规则化方法的另一个示例是“贝叶斯解卷积”，其中通过在给定已知(或假设)噪声大小和给定约束的情况下对数据进行最优拟合的拟合函数来迭代逼近SaP(w)/ SPRP(w)，所述约束为该拟合函数应该是尽可能平滑的。
【主权项】
1.一种在透射带电粒子显微镜中执行光谱术的方法，所述透射带电粒子显微镜包括: -样本夹持器，用于夹持样本； -源，用于产生带电粒子的射束； -照明器，用于引导所述射束以便照射所述样本； -成像系统，用于将透射穿过所述样本的带电粒子的通量引导到光谱学装置上，所述光谱学装置包括用于使所述通量分散到光谱子射束的能量分辨阵列中的分散设备， 所述方法特征在于: -使用可调光圈设备来容许所述阵列的第一部分到达检测器，同时阻挡所述阵列的第二部分; -在所述光圈设备上游在所述通量中提供辐射传感器； -使用所述传感器来在所述阵列的所述第二部分的所选区域中执行局部化辐射感测，同时通过所述检测器检测所述第一部分； -使用来自所述传感器的感测结果来调整来自所述检测器的检测结果。2.根据权利要求1所述的方法，其中: -所述光谱学装置是EELS设备； -所述第一部分包括EELS核心损失峰； -所述所选区域包括从包括EELS零损峰和EELS等离子体激元共振峰的组中选择的特征。3.根据权利要1或2所述的方法，其中所述辐射传感器至少在与所述分散设备的分散方向平行的方向上是可移动的。4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述可调光圈设备包括具有第一边沿的第一平板和具有第二边沿的第二平板，所述边沿跨越介入间隙彼此相对，至少所述第一平板被连接到致动器，所述致动器可以用来相对于所述第二平板移动所述第一平板以便调整所述间隙。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述传感器附接于所述第一平板的远离所述检测器的一侧且邻近于所述第一边沿。6.根据任意前述权利要求所述的方法，其中所述传感器被布置为在与所述分散设备的分散方向基本上垂直的横向方向上延伸。7.根据任意前述权利要求所述的方法，其中所述检测结果调整包括下述动作中的至少一个: -使用所述感测结果和所述检测结果作为对数学解卷积过程的输入来解卷积所述检测结果； -在所述检测结果中校正仪器相关的传递函数的贡献； -确定针对所述检测结果的绝对能量标度； -确定针对所述检测结果的绝对强度标度。8.根据任意前述权利要求所述的方法，其中所述感测结果被用作对反馈环的输入以调整连接到所述源、照明器、成像系统和分散设备中至少一个的电源的输出。9.根据任意前述权利要求所述的方法，其中所述检测结果的累积强度与传感器结果的累积强度相比较以便得出样本的厚度值。10.一种透射带电粒子显微镜，包括: -样本夹持器，用于夹持样本； -源，用于产生带电粒子的射束； -照明器，用于引导所述射束以便照射所述样本； -成像系统，用于将透射穿过所述样本的带电粒子的通量引导到光谱学装置上，所述光谱学装置包括: ?分散设备，用于使所述通量分散到光谱子射束的能量分辨阵列中； ?检测器； -控制器，用于执行控制命令， 其特征在于: -所述光谱学装置包括: ?可调光圈设备，用以容许所述阵列的第一部分到达所述检测器，同时阻挡所述阵列的第二部分； ?在所述光圈设备的上游提供的辐射传感器； -所述控制器被适配为执行下述动作: ?使用所述传感器来在所述阵列的所述第二部分的所选区域中执行局部化辐射感测，同时通过所述检测器检测所述第一部分； ?使用来自所述传感器的感测结果来调整来自所述检测器的检测结果。
【专利摘要】本发明涉及一种在透射带电粒子显微镜中执行光谱术的方法，所述透射带电粒子显微镜包括：-样本夹持器，用于夹持样本；-源，用于产生带电粒子的射束；-照明器，用于引导所述射束以便照射所述样本；-成像系统，用于将透射穿过所述样本的带电粒子的通量引导到光谱学装置上，所述光谱学装置包括用于使所述通量分散到光谱子射束的能量分辨阵列中的分散设备，所述方法包括以下步骤：-使用可调光圈设备来容许所述阵列的第一部分到达检测器，同时阻挡所述阵列的第二部分；-在所述光圈设备上游在所述通量中提供辐射传感器；-使用所述传感器来在所述阵列的所述第二部分的所选区域中执行局部化辐射感测，同时通过所述检测器检测所述第一部分；-使用来自所述传感器的感测结果来调整来自所述检测器的检测结果。
【IPC分类】H01J37/26, H01J37/28
【公开号】CN105405734
【申请号】CN201510554068
【发明人】E.F.德荣格, S.拉扎, P.C.蒂伊梅杰, R.格尔恩克
【申请人】Fei 公司
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年9月2日
【公告号】EP2993682A1, EP2993683A1, US20160071689