Сканирующая просвечивающая электронная микроскопия - Scanning transmission electron microscopy

«Исследование STEM» перенаправляется сюда. Об исследованиях стволовых клеток см. Исследования стволовых клеток.
Схема режима STEM
СТЭМ сверхвысокого вакуума, оснащенный корректором сферической аберрации 3-го порядка
Внутри корректора аберраций (гексаполь -гексапольный тип)

А растровый просвечивающий электронный микроскоп (КОРЕНЬ) является разновидностью просвечивающий электронный микроскоп (ТЕМ). Произношение - [стɛм] или [ɛсти: я: ɛм]. Как и в случае с обычный просвечивающий электронный микроскоп (CTEM) изображения формируются электроны прохождение через достаточно тонкий образец. Однако, в отличие от CTEM, в STEM электронный луч фокусируется в тонкое пятно (с типичным размером пятна 0,05 - 0,2 нм), которое затем сканируется по образцу в растровой системе освещения, построенной так, что образец освещается в каждой точке с помощью луч параллелен оптической оси. Растрирование луча по образцу делает STEM подходящим для аналитических методов, таких как Z-контраст. кольцевое изображение в темном поле, а спектроскопическое отображение - энергодисперсионное рентгеновское излучение (EDX) спектроскопия, или спектроскопия потерь энергии электронов (УГРЕЙ). Эти сигналы могут быть получены одновременно, что позволяет проводить прямую корреляцию изображений и спектроскопических данных.

Типичный STEM - это обычный просвечивающий электронный микроскоп оснащен дополнительными сканирующие катушки, детекторы и необходимые схемы, которые позволяют ему переключаться между работой в режиме STEM или CTEM; однако также производятся специализированные STEM.

Сканирующие просвечивающие электронные микроскопы высокого разрешения требуют исключительно стабильных комнатных условий. Чтобы получить изображения с атомным разрешением в STEM, уровень вибрация, колебания температуры, электромагнитные и акустические волны должны быть ограничены в помещении, в котором находится микроскоп.[1]

История

Схема STEM с корректором аберраций

В 1925 г. Луи де Бройль впервые теоретизировал волновые свойства электрона с длиной волны, существенно меньшей, чем видимый свет.[2] Это позволило бы использовать электроны для изображения объектов, намного меньших, чем предыдущий предел дифракции, установленный для видимого света. Первый STEM был построен в 1938 году Бароном. Манфред фон Арденн,[3][4] работает в Берлин за Сименс. Однако в то время результаты были хуже, чем у просвечивающей электронной микроскопии, и фон Арденн потратил всего два года на работу над проблемой. Микроскоп был уничтожен во время авианалета в 1944 году, и фон Арденне не вернулся к своей работе после Второй мировой войны.[5]

Техника не получила дальнейшего развития до 1970-х годов, когда Альберт Крю на Чикагский университет разработал автоэмиссионную пушку[6] и добавил высококачественный объектив для создания современного STEM. Он продемонстрировал способность отображать атомы с помощью кольцевого детектора темного поля. Крю и его коллеги в Чикагский университет разработал источник электронов с холодной автоэлектронной эмиссией и построил STEM, способный визуализировать отдельные тяжелые атомы на тонких углеродных подложках.[7]

К концу 1980-х и началу 1990-х годов усовершенствования технологии STEM позволили отображать образцы с разрешением лучше 2 Å, что означает, что в некоторых материалах можно было отобразить атомную структуру.[8]

Коррекция аберраций

Добавление корректора аберраций к STEM позволяет фокусировать электронные зонды до суб-ангстрем диаметры, позволяя изображения с суб-ангстрем разрешение на получение. Это позволило идентифицировать отдельные атомные столбцы с беспрецедентной четкостью. STEM с поправкой на аберрации был продемонстрирован с разрешением 1,9 Å в 1997 г.[9] и вскоре после этого в 2000 году с разрешением примерно 1,36 Å.[10] С тех пор были разработаны усовершенствованные STEM с коррекцией аберраций с разрешением менее 50 мкм.[11] STEM с коррекцией аберрации обеспечивает дополнительное разрешение и ток луча, критически важные для реализации химического и элементного спектроскопического картирования с атомным разрешением.

Приложения

Сканирующие просвечивающие электронные микроскопы используются для характеристики структуры образцов в наномасштабе и атомном масштабе, обеспечивая важное понимание свойств и поведения материалов и биологических клеток.

Материаловедение

Сканирующая просвечивающая электронная микроскопия применялась для характеристики структуры широкого диапазона образцов материалов, включая солнечные элементы,[12] полупроводник устройства,[13] сложные оксиды,[14] батареи,[15] топливные элементы,[16] катализаторы,[17] и 2D материалы.[18]

Биология

Первое применение STEM для визуализации биологических молекул было продемонстрировано в 1971 году.[19] Преимущество STEM-визуализации биологических образцов заключается в высоком контрасте кольцевых изображений в темном поле, что позволяет визуализировать биологические образцы без необходимости окрашивания. STEM широко используется для решения ряда структурных задач молекулярной биологии.[20][21][22]

Детекторы STEM и режимы визуализации

Кольцевое темное поле

Изображение SrTiO с атомным разрешением3, используя детекторы кольцевого темного поля (ADF) и кольцевого светлого поля (ABF). Оверлей: стронций (зеленый), титан (серый) и кислород (красный).
Основная статья: Кольцевая визуализация темного поля

В кольцевом режиме темного поля изображения формируются предварительно рассеянными электронами, падающими на кольцевой детектор, который находится за пределами пути прямого проходящего луча. Используя детектор ADF с большим углом, можно формировать изображения с атомным разрешением где контраст атомного столбца напрямую связан с атомный номер (Z-контрастное изображение).[23] Непосредственно интерпретируемая Z-контрастная визуализация делает визуализацию STEM с помощью детектора под большим углом привлекательной техникой в ​​отличие от традиционных электронная микроскопия высокого разрешения, в котором эффекты фазового контраста означают, что изображения с атомарным разрешением должны сравниваться с симуляциями для облегчения интерпретации.

Светлое поле

В STEM детекторы светлого поля расположены на пути проходящего электронного луча. Осевые детекторы светлого поля расположены в центре конуса освещения проходящего луча и часто используются для получения дополнительных изображений к изображениям, полученным с помощью ADF.[24] Кольцевые детекторы яркого поля, расположенные внутри конуса освещения проходящего луча, использовались для получения изображений с атомным разрешением, на которых видны атомные столбцы легких элементов, таких как кислород.[25]

Дифференциальный фазовый контраст

Схема дифференциального фазово-контрастного изображения, когда луч отклоняется магнитным полем в материале.

Дифференциальный фазовый контраст (DPC) - это режим визуализации, в котором луч отклоняется электромагнитными полями. В классическом случае быстрые электроны в электронном пучке отклоняются Сила Лоренца, как схематично для магнитного поля на рисунке слева. Быстрый электрон с зарядом −1 е проходя через электрическое поле E и магнитное поле B испытывает силу F:

Для магнитного поля это можно выразить как величину отклонения луча, испытываемого электроном, βL:[26]

куда это длина волны электрона, то Постоянная Планка и - интегральная магнитная индукция вдоль траектории электрона. Этот последний термин сводится к когда электронный пучок перпендикулярен образцу толщиной с постоянной магнитной индукцией в плоскости . Затем отклонение луча можно отобразить на сегментированном или пиксельном детекторе.[26] Это можно использовать для изображения магнитного[26][27] и электрические поля[28] в материалах. При этом механизм отклонения луча через Сила Лоренца является наиболее интуитивным способом понимания DPC, квантово-механический подход необходим для понимания фазового сдвига, генерируемого электромагнитными полями через Эффект Ааронова – Бома.[26]

STEM-DPC изображение Fe60Al40, где спиральная структура ферромагнитна, а окружающая область немагнитна.

Изображения большинство ферромагнитный материалы требуют, чтобы ток в линзе объектива STEM был снижен почти до нуля. Это связано с тем, что образец находится внутри магнитного поля линзы объектива, которое может быть несколько Тесла, что для большинства ферромагнитных материалов разрушило бы любую магнитную доменную структуру.[29] Однако почти выключение линзы объектива резко увеличивает количество аберраций в зонде STEM, что приводит к увеличению размера зонда и снижению разрешения. Используя корректор аберрации зонда можно получить разрешение 1 нм.[30]

Универсальные детекторы (4D STEM)

Недавно для STEM были разработаны детекторы, которые могут регистрировать полную сходящийся пучок электронная дифракция картина всех рассеянных и нерассеянных электронов в каждом пикселе при сканировании образца в большом четырехмерном наборе данных (двумерная дифракционная картина, записанная в каждом двумерном положении зонда).[31] Из-за четырехмерной природы наборов данных термин «4D STEM» стал общепринятым названием для этого метода.[32][33] Наборы данных 4D, созданные с помощью этого метода, могут быть проанализированы для восстановления изображений, эквивалентных изображениям любой традиционной геометрии детектора, и могут использоваться для картирования полей в образце с высоким пространственным разрешением, включая информацию о деформациях и электрических полях.[34] Технику также можно использовать для выполнения птихография.

Спектроскопия в STEM

Спектроскопия потерь энергии электронов

Когда электронный пучок проходит через образец, некоторые электроны в пучке теряют энергию из-за неупругого рассеивающего взаимодействия с электронами в образце. В спектроскопия потерь энергии электронов (EELS), энергия, потерянная электронами в пучке, измеряется с помощью электронного спектрометра, что позволяет использовать такие функции, как плазмоны, и края элементарной ионизации, которые необходимо идентифицировать. Энергетическое разрешение в EELS является достаточным, чтобы можно было наблюдать тонкую структуру краев ионизации, что означает, что EELS можно использовать для химического картирования, а также элементного картирования.[35] В STEM EELS можно использовать для спектроскопического картирования образца с атомным разрешением.[36] Недавно разработанные монохроматоры могут достигать энергетического разрешения ~ 10 мэВ в EELS, что позволяет регистрировать колебательные спектры в STEM.[37]

Энергодисперсионная рентгеновская спектроскопия

В энергодисперсионная рентгеновская спектроскопия (EDX) или (EDXS), которая также упоминается в литературе как рентгеновская энергодисперсионная спектроскопия (EDS) или (XEDS), рентгеновский спектрометр используется для обнаружения характеристические рентгеновские лучи которые испускаются атомами в образце, когда они ионизируются электроном в пучке. В STEM EDX обычно используется для композиционного анализа и элементного картирования образцов.[38] Типичные детекторы рентгеновского излучения для электронных микроскопов покрывают только небольшой телесный угол, что делает обнаружение рентгеновских лучей относительно неэффективным, поскольку рентгеновские лучи излучаются из образца во всех направлениях. Однако недавно были разработаны детекторы, покрывающие большие телесные углы,[39] и даже было достигнуто рентгеновское картирование с атомным разрешением.[40]

Дифракция электронов на сходящемся пучке

Дифракция электронов на сходящемся пучке (CBED) - это метод STEM, который предоставляет информацию о кристаллической структуре в определенной точке образца. В CBED ширина области, из которой получается дифракционная картина, равна размеру используемого зонда, который может быть меньше 1 Å в STEM с коррекцией аберрации (см. Выше). CBED отличается от обычного электронная дифракция в том, что картины CBED состоят из дифракционных дисков, а не пятен. Ширина дисков CBED определяется углом схождения электронного луча. Другие функции, такие как Линии Кикучи часто видны в паттернах CBED. CBED можно использовать для определения точечных и пространственных групп образца.[41]

Количественная сканирующая просвечивающая электронная микроскопия (QSTEM)

Электронная микроскопия ускорила исследования в области материаловедения за счет количественной оценки свойств и характеристик на основе изображений с нанометровым разрешением с помощью STEM, что имеет решающее значение для наблюдения и подтверждения таких факторов, как осаждение тонких пленок, рост кристаллов, формирование структуры поверхности и движение дислокаций. До недавнего времени в большинстве работ на основе этих изображений выводились свойства и поведение материальных систем без возможности установить строгие правила того, что именно наблюдается. Методы, появившиеся в результате интереса к количественной сканирующей просвечивающей электронной микроскопии (QSTEM), закрывают этот пробел, позволяя исследователям идентифицировать и количественно определять структурные особенности, которые видны только при использовании изображений высокого разрешения в STEM. Широко доступные методы обработки изображений применяются к изображениям атомных столбцов в высокоугловом кольцевом темном поле (HAADF), чтобы точно определить их положение и постоянную (и) решетки материала. Эта идеология успешно использовалась для количественной оценки структурных свойств, таких как деформация и угол связи, на границах раздела и комплексов дефектов. QSTEM позволяет исследователям теперь сравнивать экспериментальные данные с теоретическим моделированием как качественно, так и количественно. Недавние опубликованные исследования показали, что QSTEM может с высокой точностью измерять структурные свойства, такие как межатомные расстояния, искажения решетки из-за точечных дефектов и местоположения дефектов в атомном столбце. QSTEM также может применяться к дифракционным картинам выбранной области и дифракционным картинам сходящегося пучка для количественной оценки степени и типов симметрии, присутствующей в образце. Поскольку любое исследование материалов требует изучения взаимосвязи структуры и свойств, этот метод применим во многих областях. Примечательным исследованием является отображение интенсивностей атомных столбцов и углов межатомных связей в системе мотт-изолятор.[42] Это было первое исследование, которое показало, что переход от изолирующего к проводящему состоянию происходил из-за небольшого глобального уменьшения искажений, что было сделано путем картирования углов межатомных связей как функции концентрации легирующей примеси. Этот эффект не виден человеческим глазом на стандартном изображении атомного масштаба, полученном с помощью HAADF-визуализации, поэтому это важное открытие стало возможным только благодаря применению QSTEM.

Анализ QSTEM может быть выполнен с использованием обычного программного обеспечения и языков программирования, таких как MatLab или Python, с помощью наборов инструментов и плагинов, которые служат для ускорения процесса. Это анализ, который можно проводить практически где угодно. Следовательно, самым большим препятствием является приобретение сканирующего просвечивающего электронного микроскопа с высоким разрешением и коррекцией аберраций, который может обеспечить изображения, необходимые для точной количественной оценки структурных свойств на атомном уровне. Например, большинству исследовательских групп университетов требуется разрешение на использование таких высокотехнологичных электронных микроскопов в национальных лабораториях, что требует чрезмерных затрат времени. Универсальные задачи в основном связаны с привыканием к желаемому языку программирования и написанием программного обеспечения, которое может решать очень специфические проблемы для данной материальной системы. Например, можно представить, как другой метод анализа и, следовательно, отдельный алгоритм обработки изображений необходимы для изучения идеальных кубических структур по сравнению со сложными моноклинными структурами.

Другие методы STEM

Специализированные держатели образцов или модификации микроскопа могут позволить использовать ряд дополнительных методов в STEM. Некоторые примеры описаны ниже.

Томография STEM

Основная статья: Электронная томография

STEM-томография позволяет восстановить полную трехмерную внутреннюю и внешнюю структуру образца из серии наклонных 2D-проекционных изображений образца, полученных с постепенным наклоном.[43] ADF-STEM под большим углом представляет собой особенно полезный режим визуализации для электронной томографии, поскольку интенсивность изображений ADF-STEM под большим углом изменяется только в зависимости от предполагаемой массы-толщины образца и атомного числа атомов в образце. Это дает хорошо интерпретируемые трехмерные реконструкции.[44]

Крио-СТЭМ

Крио-электронная микроскопия in STEM (Cryo-STEM) позволяет держать образцы в микроскопе при температурах жидкого азота или жидкого гелия. Это полезно для визуализации образцов, которые будут летучими в высоком вакууме при комнатной температуре. Крио-СТЭМ использовался для исследования застеклованных биологических образцов,[45] застеклованные поверхности раздела твердое тело-жидкость в образцах материалов,[46] и образцы, содержащие элементарную серу, которая склонна к сублимации в электронных микроскопах при комнатной температуре.[47]

На месте / в окружающей среде STEM

Чтобы изучить реакции частиц в газовой среде, STEM может быть модифицирован камерой для образца с дифференциальной перекачкой, позволяющей газу обтекать образец, в то время как специальный держатель используется для контроля температуры реакции.[48] В качестве альтернативы можно использовать держатель, установленный с закрытой проточной газовой ячейкой.[49]Наночастицы и биологические клетки были изучены в жидких средах с использованием жидкофазная электронная микроскопия [50] в STEM, достигается путем установки микрожидкостного корпуса в держателе образца.[51][52][53]

Низковольтный STEM

А низковольтный электронный микроскоп (LVEM) - это электронный микроскоп, который предназначен для работы при относительно низких ускоряющих напряжениях электронов от 0,5 до 30 кВ. Некоторые LVEM могут функционировать как SEM, TEM и STEM в одном компактном приборе. Использование низкого напряжения луча увеличивает контраст изображения, что особенно важно для биологических образцов. Такое увеличение контрастности значительно снижает или даже устраняет необходимость окрашивания биологических образцов. В режимах ПЭМ, СЭМ и СТЭМ возможно разрешение нескольких нм. Низкая энергия электронного луча означает, что постоянные магниты могут использоваться в качестве линз и, таким образом, может использоваться миниатюрная колонна, не требующая охлаждения.[54][55]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Muller, D.A .; Гразул, Дж. (2001). «Оптимизация условий для сканирующей просвечивающей электронной микроскопии менее 0,2 нм». J. Electron. Microsc. 50 (3): 219–226. Дои:10.1093 / jmicro / 50.3.219. PMID  11469410.
  2. ^ де Бройль (1925). "Recherches sur la Theorie des Quanta". Annales de Physique. 10 (3): 22–128. Bibcode:1925АнФ ... 10 ... 22Д. Дои:10.1051 / anphys / 192510030022. перевод
  3. ^ фон Арденн, М. (1938). "Das Elektronen-Rastermikroskop. Theoretische Grundlagen". Z. Phys. 109 (9–10): 553–572. Bibcode:1938ZPhy..109..553V. Дои:10.1007 / BF01341584. S2CID  117900835.
  4. ^ фон Арденн, М. (1938). "Das Elektronen-Rastermikroskop. Praktische Ausführung". Z. Tech. Phys. 19: 407–416.
  5. ^ Д. Макмаллан, SEM 1928-1965 гг.
  6. ^ Крю, Альберт V; Isaacson, M .; Джонсон, Д. (1969). «Простой сканирующий электронный микроскоп». Rev. Sci. Instrum. (Представлена ​​рукопись). 40 (2): 241–246. Bibcode:1969RScI ... 40..241C. Дои:10.1063/1.1683910.
  7. ^ Крю, Альберт V; Wall, J .; Лэнгмор, Дж. (1970). «Видимость отдельного атома». Наука. 168 (3937): 1338–1340. Bibcode:1970Sci ... 168.1338C. Дои:10.1126 / science.168.3937.1338. PMID  17731040. S2CID  31952480.
  8. ^ Shin, D.H .; Kirkland, E.J .; Силкокс, Дж. (1989). «Кольцевые темнопольные электронные микроскопические изображения с разрешением лучше 2 Å при 100 кВ». Appl. Phys. Латыш. 55 (23): 2456. Bibcode:1989АпФЛ..55.2456С. CiteSeerX  10.1.1.466.7672. Дои:10.1063/1.102297.
  9. ^ Batson, P.E .; Domenincucci, A.G .; Лемуан, Э. (1997). «Электронная структура с атомным разрешением в разработке устройств». Microsc. Микроанал. 3 (S2): 645. Bibcode:1997MiMic ... 3S.645B. Дои:10.1017 / S1431927600026064.
  10. ^ Dellby, N .; Криванек, О.Л .; Nellist, P.D .; Batson, P.E .; Лупини, А. Р. (2001). «Прогресс в сканирующей просвечивающей электронной микроскопии с коррекцией аберраций». Микроскопия. 50 (3): 177–185. Дои:10.1093 / jmicro / 50.3.177. PMID  11469406.
  11. ^ Киселёвский, Ц .; Freitag, B .; Bischoff, M .; Van Lin, H .; Lazar, S .; Knippels, G .; Tiemeijer, P .; Van Der Stam, M .; von Harrach, S .; Стекеленбург, М .; Haider, M .; Uhlemann, S .; Müller, H .; Hartel, P .; Кабиус, Б .; Miller, D .; Петров, И .; Olson, E.A .; Дончев, Т .; Kenik, E.A .; Lupini, A.R .; Bentley, J .; Pennycook, S.J .; Андерсон, I.M .; Минор, A.M .; Schmid, A.K .; Duden, T .; Радмилович, В .; Ramasse, Q.M .; и другие. (2008). «Обнаружение одиночных атомов и скрытых дефектов в трех измерениях с помощью электронного микроскопа с коррекцией аберраций и пределом информации 0,5 Å». Микроскопия и микроанализ. 14 (5): 469–477. Bibcode:2008MiMic..14..469K. Дои:10.1017 / S1431927608080902. PMID  18793491. S2CID  12689183.
  12. ^ Косасих, Феликс Утама; Ducati, Катерина (Май 2018). «Описание деградации перовскитных солнечных элементов с помощью электронной микроскопии in-situ и оперативной электронной микроскопии». Нано Энергия. 47: 243–256. Дои:10.1016 / j.nanoen.2018.02.055.
  13. ^ Ван Бентем, Клаус; Лупини, Эндрю Р .; Ким, Миён; Байк, Хион Сак; До, Сокджу; Ли, Чон-Хо; Оксли, Марк П .; Финдли, Скотт Д.; Аллен, Лесли Дж .; Удачи, Юлия Т .; Пенникук, Стивен Дж. (2005). «Трехмерное изображение отдельных атомов гафния внутри полупроводникового прибора». Письма по прикладной физике. 87 (3): 034104. Bibcode:2005АпФЛ..87с4104В. Дои:10.1063/1.1991989. S2CID  119886858.
  14. ^ Reyren, N .; Thiel, S .; Caviglia, A.D .; Куркутис, Л. Ф .; Hammerl, G .; Richter, C .; Schneider, C.W .; Копп, Т .; Ruetschi, A.-S .; Jaccard, D .; Габай, М .; Мюллер, Д. А .; Triscone, J.-M .; Маннхарт, Дж. (2007). «Сверхпроводящие интерфейсы между изолирующими оксидами» (PDF). Наука. 317 (5842): 1196–1199. Bibcode:2007Научный ... 317.1196R. Дои:10.1126 / science.1146006. PMID  17673621. S2CID  22212323.
  15. ^ Линь, Фэн; Маркус, Исаак М .; Нордлунд, Деннис; Вэн, Цу-Чиен; Аста, Марк Д .; Xin, Huolin L .; Дофф, Марка М. (2014). «Реконструкция поверхности и химическая эволюция стехиометрических слоистых катодных материалов для литий-ионных батарей». Материалы Природы. 5: 1196–1199. Bibcode:2014 НатКо ... 5,3529 л. Дои:10.1038 / ncomms4529. PMID  24670975.
  16. ^ Xin, Huolin L .; Манди, Джулия А .; Лю, Чжунъи; Кабесас, Рэнди; Ховден, Роберт; Куркутис, Лена Фиттинг; Чжан, Цзюньлян; Subramanian, Nalini P .; Махария, Рохит; Вагнер, Фредерик Т .; Мюллер, Дэвид А. (2012). «Спектроскопическое изображение с атомным разрешением ансамблей нанокатализаторов на протяжении всей жизни топливного элемента». Нано буквы. 12 (1): 490–497. arXiv:1111.6697. Bibcode:2012NanoL..12..490X. Дои:10.1021 / nl203975u. PMID  22122715. S2CID  329519.
  17. ^ Джонс, Льюис; MacArthur, Katherine E .; Fauske, Vidar T .; Ван Хелворт, Антониус Т. Дж .; Неллист, Питер Д. (2014). "Быстрая оценка морфологии наночастиц катализатора и атомной координации с помощью Z-контрастной электронной микроскопии высокого разрешения". Нано буквы. 14 (11): 6336–6341. Bibcode:2014NanoL..14.6336J. Дои:10.1021 / nl502762m. PMID  25340541.
  18. ^ Huang, P. Y .; Kurasch, S .; Alden, J. S .; Шехават, А .; Alemi, A. A .; McEuen, P.L .; Sethna, J. P .; Kaiser, U .; Мюллер, Д. А. (2013). «Визуализация атомных перегруппировок в двумерном кварцевом стекле: наблюдение за танцем кремнезема». Наука. 342 (6155): 224–227. Bibcode:2013Наука ... 342..224H. Дои:10.1126 / science.1242248. PMID  24115436. S2CID  16973665.
  19. ^ Уолл, Дж. (1971) Сканирующий электронный микроскоп высокого разрешения для исследования отдельных биологических молекул. Докторская диссертация, Чикагский университет
  20. ^ Wall JS; Хайнфельд Дж. Ф. (1986). «Массовое картирование с помощью растрового просвечивающего электронного микроскопа». Анну Рев Биофиз Биофиз Хем. 15: 355–76. Дои:10.1146 / annurev.bb.15.060186.002035. PMID  3521658.
  21. ^ Hainfeld JF; Wall JS (1988). «Электронная микроскопия высокого разрешения для структурирования и картирования». В Вудхеде А.Д .; Barnhart B.J .; Вивирито К. (ред.). Биотехнология и геном человека. Основные науки о жизни. Основные науки о жизни. 46. Бостон, Массачусетс. С. 131–47. Дои:10.1007/978-1-4684-5547-2_13. ISBN  978-1-4684-5549-6. PMID  3066333.
  22. ^ Уолл Дж. С., Саймон М. Н. (2001). «Сканирующая просвечивающая электронная микроскопия комплексов ДНК-белок». ДНК-белковые взаимодействия. Методы Мол биол. 148. С. 589–601. Дои:10.1385/1-59259-208-2:589. ISBN  978-1-59259-208-1. PMID  11357616.
  23. ^ Pennycook, S.J .; Джессон, Д. (1991). «Z-контрастное изображение кристаллов с высоким разрешением». Ультрамикроскопия (Представлена ​​рукопись). 37 (1–4): 14–38. Дои:10.1016 / 0304-3991 (91) 90004-П.
  24. ^ Сюй, Пейронг; Киркланд, Эрл Дж .; Силкокс, Джон; Кейз, Роберт (1990). «Получение изображений кремния (111) с высоким разрешением с использованием STEM 100 кэВ». Ультрамикроскопия. 32 (2): 93–102. Дои:10.1016 / 0304-3991 (90) 90027-Дж.
  25. ^ Финдли, С.Д .; Shibata, N .; Sawada, H .; Okunishi, E .; Кондо, Й .; Икухара, Ю. (2010). «Динамика кольцевого светлопольного изображения в сканирующей просвечивающей электронной микроскопии». Ультрамикроскопия. 32 (7): 903–923. Дои:10.1016 / j.ultramic.2010.04.004. PMID  20434265.
  26. ^ а б c d Крайнак, Матус; Макгрутер, Дэмиен; Маневский, Дмитрий; Ши, Вал О '; МакВити, Стивен (июнь 2016 г.). «Пиксельные детекторы и повышенная эффективность магнитных изображений в дифференциальном фазовом контрасте STEM». Ультрамикроскопия. 165: 42–50. Дои:10.1016 / j.ultramic.2016.03.006. PMID  27085170.
  27. ^ McVitie, S .; Hughes, S .; Fallon, K .; McFadzean, S .; McGrouther, D .; Krajnak, M .; Legrand, W .; Maccariello, D .; Collin, S .; Garcia, K .; Reyren, N .; Cros, V .; Fert, A .; Zeissler, K .; Марроуз, К. Х. (9 апреля 2018 г.). «Исследование на просвечивающем электронном микроскопе магнитных текстур скирмионов Нееля в многослойных тонкопленочных системах с большим межфазным хиральным взаимодействием». Научные отчеты. 8 (1): 5703. arXiv:1711.05552. Bibcode:2018НатСР ... 8.5703M. Дои:10.1038 / s41598-018-23799-0. ЧВК  5890272. PMID  29632330.
  28. ^ Хаас, Бенедикт; Рувьер, Жан-Люк; Буро, Виктор; Бертье, Реми; Купер, Дэвид (март 2019). «Прямое сравнение внеосевой голографии и дифференциального фазового контраста для отображения электрических полей в полупроводниках с помощью просвечивающей электронной микроскопии». Ультрамикроскопия. 198: 58–72. Дои:10.1016 / j.ultramic.2018.12.003. PMID  30660032.
  29. ^ Чепмен, Дж. Н. (14 апреля 1984 г.). «Исследование магнитных доменных структур в тонких фольгах с помощью электронной микроскопии». Журнал физики D: Прикладная физика. 17 (4): 623–647. Дои:10.1088/0022-3727/17/4/003.
  30. ^ McVitie, S .; McGrouther, D .; McFadzean, S .; MacLaren, D.A .; О’Ши, К.Дж .; Бенитес, М.Дж. (май 2015 г.). "Сканирующая просвечивающая электронная микроскопия Лоренца с поправкой на аберрации" (PDF). Ультрамикроскопия. 152: 57–62. Дои:10.1016 / j.ultramic.2015.01.003. PMID  25677688.
  31. ^ Тейт, Марк В .; Пурохит, Прафулль; Чемберлен, Дароль; Нгуен, Кайла X .; Ховден, Роберт; Chang, Celesta S .; Деб, Пратити; Тургут, Эмрах; Heron, John T .; Schlom, Darrell G .; Ральф, Дэниел С .; Fuchs, Gregory D .; Шанкс, Кэтрин С .; Филипп, Хью Т .; Мюллер, Дэвид А .; Грунер, Сол М. (2016). "Детектор матрицы пикселей с высоким динамическим диапазоном для сканирующей просвечивающей электронной микроскопии". Микроскопия и микроанализ. 22 (1): 237–249. arXiv:1511.03539. Bibcode:2016MiMic..22..237T. Дои:10.1017 / S1431927615015664. PMID  26750260. S2CID  5984477.
  32. ^ Офус, Колин (июнь 2019). «Четырехмерная сканирующая трансмиссионная электронная микроскопия (4D-STEM): от сканирующей нанодифракции до птихографии и не только». Микроскопия и микроанализ. 25 (3): 563–582. Bibcode:2019MiMic..25..563O. Дои:10.1017 / S1431927619000497. ISSN  1431-9276. PMID  31084643.
  33. ^ «4D STEM с прямым детектором электронов». Wiley Analytical Science. Дои:10.1002 / было.00010003 (неактивно 10.11.2020). Получено 2020-02-11.CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на ноябрь 2020 г. (связь)
  34. ^ Систон, Джим; Офус, Колин; Эрциус, Питер; Ян, Хао; Дос Рейс, Роберто; Нельсон, Кристофер Т .; Сюй, Шан-Линь; Гаммер, Кристоф; Özdöl, Burak V .; Дэн Ю; Минор, Андрей (2016). "Мультимодальное получение свойств и структуры с помощью просвечивающей электронной микроскопии обратного пространства (MAPSTER)". Микроскопия и микроанализ. 22 (S3) (S3): 1412–1413. Bibcode:2016MiMic..22S1412C. Дои:10.1017 / S143192761600790X.
  35. ^ Эгертон, Р.Ф., изд. (2011). Электронная спектроскопия потерь энергии в электронном микроскопе. Springer. ISBN  978-1-4419-9582-7.
  36. ^ Манди, Джулия А .; Хикита, Ясуюки; Хидака, Такеаки; Ядзима, Такеаки; Хигучи, Такуя; Hwang, Harold Y .; Мюллер, Дэвид А .; Куркутис, Лена Ф. (2014). «Визуализация межфазной эволюции от компенсации заряда к металлическому экранированию через переход металл-изолятор манганита». Nature Communications. 5: 3464. Bibcode:2014НатКо ... 5,3464 млн. Дои:10.1038 / ncomms4464. PMID  24632721.
  37. ^ Криванек, Ондрей Л .; Лавджой, Трейси С.; Деллби, Никлас; Аоки, Тошихиро; Карпентер, Р. У .; Рез, Питер; Суаньяр, Эммануэль; Чжу, Цзянтао; Batson, Philip E .; Лагос, Морин Дж .; Egerton, Ray F .; Крозье, Питер А. (2016). «Колебательная спектроскопия в электронном микроскопе». Природа. 514 (7521): 209–212. Bibcode:2014Натура.514..209K. Дои:10.1038 / природа13870. PMID  25297434. S2CID  4467249.
  38. ^ Friel, J.J .; Лайман, C.E. (2006). "Обзор учебного пособия: Картирование рентгеновских лучей в электронно-лучевых приборах". Микроскопия и микроанализ. 12 (1): 2–25. Bibcode:2006MiMic..12 .... 2F. CiteSeerX  10.1.1.548.9845. Дои:10.1017 / S1431927606060211. PMID  17481338.
  39. ^ Залузец, Нестор Дж. (2009). «Инновационный прибор для анализа наночастиц: π-стерадиановый детектор». Microsc. Сегодня. 17 (4): 56–59. Дои:10.1017 / S1551929509000224. S2CID  137645643.
  40. ^ Chen, Z .; Weyland, M .; Пел, X .; Xu, W .; Dycus, J.H .; Lebeau, J.M .; d'Alfonso, A.J .; Allen, L.J .; Финдли, С. (2016). «Количественное атомное разрешение элементарного картирования с помощью энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии в абсолютном масштабе». Ультрамикроскопия. 168 (4): 7–16. Дои:10.1016 / j.ultramic.2016.05.008. PMID  27258645.
  41. ^ Reimer, L .; Коль, Р., ред. (2008). Просвечивающая электронная микроскопия Физика формирования изображения. Springer. ISBN  978-0-387-40093-8.
  42. ^ Ким, Хонгю; Маршалл, Патрик Б.; Ахади, Кавех; Товарищи, Томас Э .; Михеев, Евгений; Стеммер, Сюзанна (2017). «Реакция решетки на контролируемый заполнением переход Мотта металл-изолятор редкоземельного титаната». Письма с физическими проверками. 119 (18): 186803. arXiv:1710.01425. Bibcode:2017ПхРвЛ.119р6803К. Дои:10.1103 / PhysRevLett.119.186803. PMID  29219551. S2CID  206301792.
  43. ^ Левин, Барнаби Д.А.; Пэджетт, Эллиот; Чен, Цзянь-Чун; Scott, M.C .; Сюй, Руи; Тайс, Вольфганг; Цзян, Йи; Ян, Ёнсу; Офус, Колин; Чжан, Хайтао; Ха, Дон-Хён; Ванга, Дели; Юй Инчао; Абрунья, Гектор Д .; Робинсон, Ричард Д .; Эрциус, Питер; Куркутис, Лена Ф .; Мяо, Цзяньвэй; Мюллер, Дэвид А .; Ховден, Роберт (2016). «Наборы данных о наноматериалах для продвижения томографии в сканирующей просвечивающей электронной микроскопии». Научные данные. 3 (160041): 160041. arXiv:1606.02938. Bibcode:2016НатСД ... 360041Л. Дои:10.1038 / sdata.2016.41. ЧВК  4896123. PMID  27272459.
  44. ^ Мидгли, П.А.; Вейланд, М. (2003). «3D электронная микроскопия в физических науках: развитие Z-контраста и томографии EFTEM». Ультрамикроскопия. 96 (3–4): 413–431. Дои:10.1016 / S0304-3991 (03) 00105-0. PMID  12871805.
  45. ^ Волк, Шэрон Грейер; Хубен, Лотар; Эльбаум, Майкл (2014). «Крио-сканирующая трансмиссионная электронная томография застеклованных клеток». Методы природы. 11 (4): 423–428. Дои:10.1038 / nmeth.2842. PMID  24531421. S2CID  5336785.
  46. ^ Захман, Майкл Дж .; Асенат-Смит, Эмили; Estroff, Lara A .; Куркутис, Лена Ф. (2016). «Специальная подготовка неповрежденных границ раздела твердое тело – жидкость с помощью локализации на месте без метки и криофокусированного вывода ионного пучка». Микроскопия и микроанализ. 22 (6): 1338–1349. Bibcode:2016MiMic..22.1338Z. Дои:10.1017 / S1431927616011892. PMID  27869059.
  47. ^ Левин, Барнаби Д.А.; Захман, Майкл Дж .; Werner, Jörg G .; Сахоре, Риту; Нгуен, Кайла X .; Хан, Имо; Се, Баоцюань; Ма, Линь; Арчер, Линден А .; Giannelis, Emmanuel P .; Визнер, Ульрих; Куркутис, Лена Ф .; Мюллер, Дэвид А. (2017). «Определение характеристик серных и наноструктурированных серных аккумуляторных катодов в электронной микроскопии без артефактов сублимации». Микроскопия и микроанализ. 23 (1): 155–162. Bibcode:2017MiMic..23..155L. Дои:10.1017 / S1431927617000058. PMID  28228169.
  48. ^ Бойс, Эдвард Д .; Уорд, Майкл Р .; Лари, Леонардо; Гай, Пратибха Л. (2013). «ESTEM визуализация отдельных атомов при контролируемой температуре и условиях газовой среды в исследованиях каталитических реакций». Annalen der Physik. 525 (6): 423–429. Bibcode:2013АнП ... 525..423Б. Дои:10.1002 / andp.201300068.
  49. ^ Li, Y .; Захаров, Д .; Zhao, S .; Tappero, R .; Jung, U .; Elsen, A .; Baumann, Ph .; Nuzzo, R.G .; Stach, E.A .; Френкель, А. (2015). «Сложная структурная динамика нанокатализаторов, выявленная в условиях Operando с помощью коррелированных зондов визуализации и спектроскопии». Nature Communications. 6: 7583. Bibcode:2015 НатКо ... 6.7583L. Дои:10.1038 / ncomms8583. ЧВК  4491830. PMID  26119246.
  50. ^ de Jonge, N .; Росс, Ф. (2011). «Электронная микроскопия образцов в жидкости». Природа Нанотехнологии. 6 (8): 695–704. Bibcode:2003 НатМа ... 2..532 Вт. Дои:10.1038 / nmat944. PMID  12872162. S2CID  21379512.
  51. ^ de Jonge, N .; Peckys, D.B .; Kremers, G.J .; Поршень, Д.В. (2009). «Электронная микроскопия целых клеток в жидкости с нанометровым разрешением». Труды Национальной академии наук США. 106 (7): 2159–2164. Bibcode:2009PNAS..106.2159J. Дои:10.1073 / pnas.0809567106. ЧВК  2650183. PMID  19164524.
  52. ^ Иевлев, Антон В .; Джесси, Стивен; Cochell, Thomas J .; Unocic, Raymond R .; Протопопеску, Владимир А .; Калинин, Сергей В. (2015). "Количественное описание зарождения и роста кристаллов с помощью жидкостной сканирующей просвечивающей электронной микроскопии". САУ Нано. 9 (12): 11784–11791. Дои:10.1021 / acsnano.5b03720. PMID  26509714.
  53. ^ Unocic, Raymond R .; Лупини, Эндрю Р .; Борисевич, Альбина Юрьевна; Каллен, Дэвид А .; Калинин, Сергей В .; Джесси, Стивен (2016). «Прямая запись жидкофазных превращений с помощью растрового просвечивающего электронного микроскопа». Наномасштаб. 8 (34): 15581–15588. Дои:10.1039 / C6NR04994J. OSTI  1333640. PMID  27510435.
  54. ^ Небесаржова, Яна; Ванкова, Мари (2007). «Как наблюдать небольшие биологические объекты в низковольтном электронном микроскопе». Микроскопия и микроанализ. 13 (S03): 248–249. Дои:10.1017 / S143192760708124X (неактивно 10.11.2020).CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на ноябрь 2020 г. (связь)
  55. ^ Драмми, Лоуренс, Ф .; Ян, Джуньян; Мартин, Дэвид С. (2004). «Низковольтная электронная микроскопия тонких пленок полимеров и органических молекул». Ультрамикроскопия. 99 (4): 247–256. Дои:10.1016 / j.ultramic.2004.01.011. PMID  15149719.