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エネルギーフィルター透過型電子顕微鏡（EFTEM ）は、透過型電子顕微鏡において用いられる手法であり、特定の運動エネルギーを持つ電子のみを用いて像または回折パターンを形成する。この手法は、電子線結晶構造解析などの相補的な手法と組み合わせて、試料の化学分析を補助するために用いることができる。
原理
非常に薄い試料に高エネルギー電子ビームを照射すると、電子の大部分は試料を妨害されることなく通過しますが、一部の電子は試料と相互作用し、弾性散乱または非弾性散乱（フォノン散乱、プラズモン散乱、または内殻電離）を起こします。非弾性散乱はエネルギー損失と運動量変化の両方を引き起こし、内殻電離の場合は試料中の元素の特性を反映します。
試料から出た電子ビームを磁気プリズムに通すと、電子の飛行経路はエネルギーに応じて変化します。この技術は電子エネルギー損失分光法（EELS）におけるスペクトル形成に用いられますが、調整可能なスリットを設けて特定のエネルギー範囲の電子のみを通過させ、これらの電子を用いて検出器上で像を形成することも可能です。
エネルギースリットは、エネルギーを失っていない電子のみが通過して像を形成するように調整できます。これにより、非弾性散乱が像に寄与することが防止され、コントラストが向上した像が得られます。
特定のエネルギーを失った電子のみを通過させるようにスリットを調整することで、元素感度の高い画像を得ることができます。イオン化信号は背景信号よりも大幅に小さい場合が多いため、背景の影響を除去するには、通常、異なるエネルギーで複数の画像を取得する必要があります。最も簡単な方法はジャンプ比法と呼ばれ、特定の内殻イオン化によって引き起こされる吸収ピークの最大値のエネルギーにある電子を用いて記録した画像を、そのイオン化エネルギーの直前に記録した画像で割ります。2つの画像間の試料の相対的なドリフトを補正するために、これらの画像を相互相関させる必要があることがよくあります。
一連の画像を撮影することで、より詳細な元素マップが得られ、複数の元素が関与する場合でも定量分析が可能になり、マッピングの精度が向上します。また、一連の画像を撮影することで、特定の特徴からEELSプロファイルを抽出することも可能になります。
参照
参考文献
さらに読む
- ウィリアムズ DB、カーター CB (1996).透過型電子顕微鏡法：材料科学の教科書. クルーワー・アカデミック / プレナム・パブリッシャーズ. ISBN 0-306-45324-X。
- Channing. C. Ahn編 (2004).材料科学における透過型電子エネルギー損失分光法とEELS ATLAS . Wiley-VHC. ISBN 3-527-40565-8。
- F. Hofer、P. Warbichler、W. Grogger、「電子分光イメージングによる固体内のナノメートルサイズの析出物のイメージング」、Ultramicroscopy、第 59 巻、第 1 ～ 4 号、1995 年 7 月、15 ～ 31 ページ。
外部リンク
- EFTEMイメージングモード カールツァイス
- コーネル大学のEELS微細構造指紋データベース
