受控低压气氛下的扫描透射电子显微术
介观与纳米尺度物理
2019-01-25 v3
摘要
透射电子显微术（TEM）在真空下进行，以最小化成像电子在穿过显微镜镜筒时与气体分子的相互作用。然而，在典型装置中，压强仍维持在 10^-7 mbar 或更高，这为电子束裂解提供了大量气体分子，并可能导致样品的结构变化。在此，我们描述了在基于 Nion UltraSTEM 100 的改进型扫描 TEM（STEM）仪器中进行的实验。在该仪器中，样品处的本底压强约为 2x10^-10 mbar，并可通过将气体直接引入物镜区域而变至 10^-6 mbar，同时保持原子分辨率成像条件。我们表明，实验过程中泄漏进入显微镜镜筒的空气能高效清除石墨烯样品上的污染物，但不会对完整晶格造成破坏。我们的实验还表明，暴露于 O2 和 H2O 导致类似结果，氧气提供的蚀刻效率约为水的两倍，这或许归因于每个分子含两个 O 原子。H2 和 N2 环境对蚀刻无影响。这些结果表明，典型 TEM 仪器中的残余气体环境可对观测产生很大影响，并表明碳基结构的化学蚀刻可有效地通过氧气进行。
引用
@article{arxiv.1811.04266,
title = {Scanning transmission electron microscopy under controlled low-pressure atmospheres},
author = {Gregor T. Leuthner and Stefan Hummel and Clemens Mangler and Timothy J. Pennycook and Toma Susi and Jannik C. Meyer and Jani Kotakoski},
journal= {arXiv preprint arXiv:1811.04266},
year = {2019}
}
备注
15 pages, 7 figure