Главная > Физика > Физика дифракции
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

13.3. Контраст для тонких образцов

13.3.1. Приближение фазового объекта

В электронной микроскопии высокого разрешения обычно используют тонкие образцы, поскольку на изображениях толстых образцов накладывается много деталей и, кроме того, разрешение имеет тенденцию ухудшаться из-за эффектов многократного упругого и неупругого рассеяния.

Тонкие образцы можно рассматривать как тонкие фазовые объекты с незначительным поглощением. Для них функцию прохождения можно записать в виде

Использование проекций и зависит от возможности пренебречь рассеянием электронной волны при дифракции Френеля. Если мы хотим добиться разрешения расстояния максимальная толщина образца не должна превышать величины

Для электронов с энергией это дает для разрешения в для разрешения в 3 А.

Функция прохождения (13.6) выбрана в приближении фазового объекта, и, как было показано в гл. 3, контраст изображения можно создавать, используя дефокусировку, апертурные ограничения, аберрации линзы или применяя специальные методы, такие, как фазовый контраст Цернике. Метод Цернике и схожие с ним методы были успешно использованы в электронной микроскопии (см. [377]), но все же наиболее широко применяемые и общие методы включают дефокусировку.

Уравнение (13.3) можно брать за основу для расчетов с соответствующим фазовым множителем Однако есть несколько специальных случаев, позволяющих гораздо быстрее оценить природу контраста изображения.

В гл. 3 было показано, что если учесть влияние небольшого дефокусирующего расстояния и пренебречь аберрациями, то можно записать

Это выражение предполагает малость величины но не .

Член, содержащий вторую производную — двумерная форма угср. Используя уравнение Пуассона

где — проекция распределения зарядовой плотности (как положительных, так и отрицательных зарядов), получаем

Это приближение спроектированной зарядовой плотности. Для интерпретации изображений тонких кристаллов данное приближение исследовали и рассматривали Олпресс и др. [1 ], Анстис и др. [6] и Муди и Уорбл [309]. Оно имеет значительную область применения, но непригодно для высоких значений когда, как следует из (13.2), член сферической аберрации преобладает над фазовым множителем.

Для получения максимального контраста от тонких биологических образцов в течение многих лет практиковалась

недофокусировка объективной линзы с последующей интерпретацией изображения, как если бы этот контраст был связан лишь с процессом поглощения. Частичное обоснование такого подхода и сама основа методики получения оптимального разрешения и контраста от слабых фазовых объектов изложены в теории, предложенной Шерцером [349] и развитой Эйзенхандлер и Сигелем [123], Хейденрейхом и Хэммингом [190] и Эриксоном и Клугом [125] (см. также работу Каули [104]). Чтобы повторно получить их результаты, обратимся к выражению (13.1). Функция для объектов, описываемых уравнением (13.6), имеет вид

где

и

Если считать, что — малая величина, то можно записать , и тогда выражение (13.9) примет вид

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление