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7.0. 概要

　HRTEM/STEMシミュレータは、メインウィンドウで指定した任意の結晶および任意の方位に対して、(S)TEMによる格子像をシミュレーションします。ポテンシャルをシミュレーションすることもできます。

右下のシミュレートボタンを押すことで、シミュレーションを実行します。

7.1.1. マウス操作

　右ドラッグで選択範囲を拡大し、右クリックで縮小します。

7.1.2. 画像調整

Min/Max

　画像の最大輝度、最低輝度を設定します。トラックバーで調整することもできます。

Color

　Gray scaleかCold-Warm scaleのどちらかを選択します。

ガウシアンぼかし

　画像に対して、ガウス関数によるフィルター(ぼかし)をかけます。ぼかしの範囲は pm (ピコメートル) で指定します。

　画像の保存、あるいはクリップボードへのコピーを行います。”Overprint symbols”をチェックした場合は、画像にスケールや文字などの情報が書き込まれます。

Basic concept of HRTEM simulation

　HRTEM/STEM計算の原理をPDFで参照することが出来ます。

Calculation Library

　HRTEM/STEM simulationを実行する際のライブラリを選択します。通常はNative codeの方が高速です。もしNative codeが動作しない場合は、Managed codeを使ってください。

　HRTEMモード、STEMモード、ポテンシャルモードのいずれかを選択します。選択肢によって、「7.5. 光学条件」や「7.6. シミュレーション条件」で表示される画面が変化します。

試料厚み

　試料の厚さを設定します。後述する 「シリーズ画像」 でシミュレーションする場合は、この値は無視されます。

• 加速電圧: kV単位
• ΔV:　1/ 𝑒 width of electron energy fluctuations (エネルギー幅)
• デフォーカス Δf: nm単位

• Cs: Spherical aberration coefficient (球面収差)
• Cc: Chromatic aberration coefficient (色収差)
• β: Illumination semi angle due to the finite source size effect (照射半頂角)
• コントラスト伝達関数：設定したTEMの条件の下でコントラスト伝達関数を表示します

　「TEMの条件」 ボックス中を右クリックすると、プリセットされたTEMの条件が表示れます。ご自分の使用しているTEMの条件値が不明な場合は、とりあえず似てそうものを選んでみてください。

　対物レンズ絞りの大きさや位置を設定します。「回折シミュレータ」 を起動すると、絞りの大きさや位置を確認することが出来ます。

α (収束角)

　入射電子の角度(半頂角)を mrad 単位で設定します。

(環状)検出器の半径

　環状検出器の場合は内径と外径を設定します。環状ではない(中心に穴が開いていない)場合は内径をゼロとしてください。

実効光源サイズ

　FWHMで定義される光源サイズを pm 単位で設定します。

　「STEMオプション」 ボックス中を右クリックすると、プリセットされた収束角および検出器の半径が表示されます。ご自分の使用しているSTEMの観察条件が不明な場合は、とりあえず似てそうものを選んでみてください。

回折波の数

　計算に取り込む最大のBloch波の数を設定します。計算速度はBloch波の数の3乗に比例しますので、大きな値を入れるととても時間がかかります。

生成画像

　シミュレーションする画像の横と縦のピクセル数と解像度を設定します。

 　HRTEMイメージを計算する際に、波の干渉を Linear imageモデルに基づいて計算するか、Transmission cross coherentモデルに基づくかを選択します。後者の方が正確なシミュレーションですが、計算速度は遅くなります。

入射電子の角度分解能

　STEMイメージのシミュレーションでは、CBEDと同じように収束電子を多数の平面波の重ね合わせと考え、回折ディスクの重なり合う効果を計算します。この項目は、収束入射電子をどれくらいの角度分解能で分割するかを設定します。当然、小さい値にすると精度は向上しますが、時間もかかります。

単一画像/シリーズ画像

　単一画像モードでは「試料情報」で設定した試料の厚みと「TEMの条件」 で設定したデフォーカスに基づいて一枚の画像がシミュレーションされます。

　シリーズ画像モードでは、Start/Step/Numで設定した複数の厚み/デフォーカスに対して画像を生成します。

　選択されたポテンシャル (Ug, U’g) がシミュレーション対象となります。またポテンシャルの表示方法を 「振幅と位相」 あるいは 「実数部と虚数部」 から選択します。

　良く使う解析条件を保存し、切り替えることが出来る機能です。保存されるのは、イメージモード、試料情報、光学条件、シミュレーション条件で設定した値の全てです。プリセットに追加更新したい場合は、に新たに加えたい場合は「Manage the preset list」 をチェックしてください。