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Enregistrement W4385093901 · doi:10.1093/micmic/ozad067.810

Quantification of Gas-Based Charge Compensation by Off-Axis Electron Holography in Open-Cell Environmental TEM

2023· article· en· W4385093901 sur OpenAlexaff
Makoto Schreiber, Cathal Cassidy

Notice bibliographique

RevueMicroscopy and Microanalysis · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineBiochemistry, Genetics and Molecular Biology
ThématiqueAdvanced Electron Microscopy Techniques and Applications
Établissements canadiensUniversity of Alberta
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésElectron holographyElectronCharge (physics)Materials scienceHolographyCompensation (psychology)OpticsPhysicsQuantum mechanicsPsychology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Samples with low electrical conductivity when imaged in transmission electron microscopy (TEM) can undergo complex charging processes which cause various distortions to measurements. These distortions can include apparent movement of the sample, changes to the effective optical parameters [1], distortions of objects at different heights (Fig. 1a), and additional phase ramps (Fig. 1b). Several methods exist to compensate for or reduce charge buildup on samples. These include coating samples with thin films of high electrical conductivity or imaging a sample in close proximity to a material with high electrical conductivity [2]. The coating method is often irreversible and is not possible for all samples. The proximity method can require specific apertures or sample preparations and is not always consistent. Another method that has been established in scanning electron microscopy (SEM) but has not been widely applied or studied in TEM is the use of gas flow over a sample [3]. This technique is applicable to almost any sample and is dynamically reversible. Off-axis electron holography is often used to quantitatively measure long-range fields. The presence of uncontrolled charging can mask the fields of interest. Being able to modulate the charging process in situ may also allow for deeper studies of how beam-induced charges are distributed on different samples and interfaces. While the effects of gasses on TEM imaging [4] and off-axis holography [5] have been studied before, the effects on the charging process have not. In the present study, we quantify the gas-mediated charge reduction process on thin dielectric films through off-axis electron holography in an open-cell type environmental TEM. First, we show that the large phase ramp present in a low-conductivity silicon nitride film (Fig. 1b) can be greatly reduced by the introduction of a gas (Fig. 2a). This demonstrates the charge compensation effect. The degree of charging is a complicated interplay of many parameters and we study the effects of gas pressure and dose rate as well as specimen material, thickness, and gas species. We show that although the additional scattering of the electron beam by the gas reduces the beam’s coherence and intensity at the sample plane, the charge compensation effects still improve the fringe contrast on the film (Fig. 2b). Finally, we discuss how this in situ reversible charge-modulation method may be utilized to investigate other processes such as beam-induced specimen vibrations. Lorentz TEM image of an unbiased electron biprism below the interface of a 20nm thick SiN film and vacuum. b) Reconstructed Lorentz-mode electron hologram of the interface of a vacuum region and 20nm thick SiN film. Both images are obtained in standard high-vacuum conditions with no gas flow. a) Reconstructed electron hologram of the interface of the same area shown in Fig. 1b but with 1950 Pa N2 gas pressure around the sample area. b) Trends in the hologram fringe contrast with N2 gas pressure when both arms of the hologram pass through a 20nm thick SiN film or through an empty gas filled region far from the membrane. Average and standard deviation over 10 measurements.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,013
Score d'incertitude au seuil0,717

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,007
Tête enseignante GPT0,292
Écart entre enseignants0,285 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations1
Publié2023
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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