基于 Timepix3 探测器的事件驱动 4D STEM 采集：微秒驻留时间与更快速扫描用于高精度和低剂量应用
仪器与探测器
2021-12-09 v3 材料科学
摘要
四维扫描透射电子显微术（4D STEM）非常详细地记录了材料中电子的散射。4D STEM 所提供的益处是显著的，其提供的大量数据有助于例如通过质心或基于 ptychography 的分析实现高精度、高电子剂量效率的相位成像。然而，在每个探针位置记录散射的二维图像这一要求长期以来严重制约了 4D STEM 的执行速度。相机技术的最新进展大大缓解了这一瓶颈，其中直接电子探测器的探测效率尤其适合该技术。然而，即便是最快的帧驱动像素化探测器仍显著限制 4D STEM 中可使用的扫描速度，使所得数据易受漂移影响，并阻碍其在低剂量束敏感应用中的使用。在此，我们报道了使用事件驱动的 Timepix3 直接电子相机以克服该瓶颈的开发，其使 4D STEM 驻留时间降至 100~ns，比基于帧读出可能达到的速度快数个数量级。我们针对不同的加速电压表征了该探测器，并表明该方法特别适合低剂量成像，且与传统 STEM 成像相比，在不牺牲驻留时间的情况下有望获得丰富的数据集。
引用
@article{arxiv.2107.02864,
title = {Event driven 4D STEM acquisition with a Timepix3 detector: microsecond dwell time and faster scans for high precision and low dose applications},
author = {Daen Jannis and Christoph Hofer and Chuang Gao and Xiaobin Xie and Armand Béché and Timothy J. Pennycook and Jo Verbeeck},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.02864},
year = {2021}
}