$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

정확한 위상정보를 얻기 위한 탈초점 영상들의 이미지 처리기법
Image Processing of Defocus Series TEM Images for Extracting Reliable Phase Information 원문보기

한국현미경학회지 = Korean journal of microscopy, v.41 no.3, 2011년, pp.215 - 222  

송경 (Department of Materials Science and Engineering, Pohang University of Science and Technology) ,  신가영 (Department of Materials Science and Engineering, Pohang University of Science and Technology) ,  김종규 (Department of Materials Science and Engineering, Pohang University of Science and Technology) ,  오상호 (Department of Materials Science and Engineering, Pohang University of Science and Technology)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

We discuss the experimental procedure for extracting reliable phase information from a defocus series of transmission electron microscopy (TEM) dark-field images using the transport of intensity equation (TIE). Taking InGaN/GaN multi-quantum well light-emitting diode as a model system, various facto...

주제어

#Dark-field inline holography   #Defocus series   #Phase retrieval   #Strain mapping   #Transport of intensity equation  

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 연구에서는 암시야상 모드에서 기록된 일련의 탈초점 TEM 영상들로부터 회절빔 파동함수의 위상을 추출하는 DIH 방법을 적용함에 있어 중요한 기술적 사항을 고찰하고자한다. 중점을 두어 다룰 사항은 1) 양질의 탈초점 영상을 얻기 위한 시편 준비법과 TEM 영상의 기록 조건, 2) 탈초점 값의 정확한 결정, 3) 탈초점 시리즈의 정확한 정렬, 그리고 4) TIE 방법으로 위상을 결정할 때 사용하는 high frequency pass filter의 영향이다.
  • 중점을 두어 다룰 사항은 1) 양질의 탈초점 영상을 얻기 위한 시편 준비법과 TEM 영상의 기록 조건, 2) 탈초점 값의 정확한 결정, 3) 탈초점 시리즈의 정확한 정렬, 그리고 4) TIE 방법으로 위상을 결정할 때 사용하는 high frequency pass filter의 영향이다. 최종적으로 DIH 방법으로 구해진 격자 변형량과 고분해능 TEM 영상으로부터 얻은 격자 변형량을 비교하여 DIH 방법의 유용성을 평가하고자 한다. 본 연구에서는 InGaN/GaN multi-quantum well 구조를 가진 light-emitting diodes(LEDs) 시편을 분석 대상으로 선택하였다.

가설 설정

  • 그러나 고분해능 TEM 영상에서 LED 다층구조가 명확히 구분된다고 할지라고 GPA 방법으로 구한 strain map은 전혀 유용한 정보를 전달하지 못한다. 이러한 원인에는 1) 고분해능 TEM 이미지 획득 시 전자빔의 영향으로 인한 시료의 손상이 야기될 수 있으며, 2) 고분해능 TEM 관찰을 적합한 아주 얇은 TEM 시료를 제작하는 과정에서 시료는 Ar+ 이온빔에 의해 손상을 받기 때문이다. 본 연구에 사용된 시료는 앞서 언급한 바와 같이 제작 마지막 과정에서 시료의 두께를 줄이기 위해 Ar+ ion polishing을 수행하였다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
Off-axis electron holography의 원리는? TEM 내에서 시료에 의해 발생하는 전자빔 파동함수의 위상 변화를 구하는 방법으로는 크게 bi-prism을 이용한 off-axis electron holography 방법과 일련의 탈초점 이미지로부터 위상을 구하는 간접적인 방법이 있다. Off-axis electron holography는 양전압이 인가된 Au 와이어를 사용하여 시료를 지나면서 위상변화를 겪은 전자빔과 시료가 없는 진공을 지난 전자빔을 서로 중첩시켜 형성된 간섭무늬로부터 시료에 의한 위상변화(phase shift)를 측정한다. 그러나 off-axis electron holography 분석법은 electrostatic biprism과(저배율 영상을 얻기 위한) Lorentz lens가 필요하다는 장비 제약이 따르며, Lorentz 렌즈의 구면수차로 인해 분해능이 다소 저하된다.
TEM 내에서 시료에 의해 발생하는 전자빔 파동함수의 위상 변화를 구하는 방법으로 무엇이 있는가? TEM 내에서 시료에 의해 발생하는 전자빔 파동함수의 위상 변화를 구하는 방법으로는 크게 bi-prism을 이용한 off-axis electron holography 방법과 일련의 탈초점 이미지로부터 위상을 구하는 간접적인 방법이 있다. Off-axis electron holography는 양전압이 인가된 Au 와이어를 사용하여 시료를 지나면서 위상변화를 겪은 전자빔과 시료가 없는 진공을 지난 전자빔을 서로 중첩시켜 형성된 간섭무늬로부터 시료에 의한 위상변화(phase shift)를 측정한다.
IWFR방법은 어디에 활용되고 있는가? (2004, 2006)에 의해 제안된 IWFR (Iterative Wave-Function Reconstruction) 방법은 4~5개의 TEM 이미지를 이용하여 시료 밑 표면의 복소수 파동함수를 얻어 낼 수 있다는 점에서 MAL 방법에 비해 비교적 간단하다. 이 분석법은 고분해능 TEM 영상으로부터의 위상정보를 추출하는데 가장 널리 활용되고 있다. Teague (1983)에 의해 처음 제안된 Transport of intensity equation (TIE)은 위 방법들에 비해 더욱 간단한 기본 개념을 가지며, 수학적으로 아래와 같이 표시된다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (17)

  1. Allen LJ, McBridge W, O'Leary NL, Oxley MP: Exit wave reconstruction at atomic resolution. Ultramicroscopy 100 : 91-104, 2004. 

    상세보기

  2. Allen LJ, Oxley MP, Ishizuka K: Electron microscope Cs correction using iterative wave-function reconstruction. Microscopy and Analysis 52 : 5-7, 2006. 

  3. Carbone L, Nobile C, De Giorgi M, Sala FD, Morello G, Pompa P, Hytch MJ, Snoeck E, Fiore A, Franchini IR, Nadasan M, Silvestre AF, Chiodo L, Kudera S, Cingolani R, Krahne R, Manna L: Synthesis and micrometer-scale assembly of colloidal CdSe/CdS nanorods prepared by a seeded growth approach. Nano Letter 7 : 2942-2950, 2007. 

  4. Chang LY, Kirkland AI: Comparisons of linear and nonlinear image restoration. Microsc Microanal 12 : 469-475, 2006. 

    상세보기

  5. Coene WMJ, Janssen G, Op de Beeck M, Van Dyck D: Phase retrieval through focus variation for ultra-resolution in field emission transmission microscopy. Phys Rev Lett 69 : 3743-3746, 1992. 

    상세보기

  6. Coene WMJ, Thust A, Op de Beeck M, Van Dyck D: Maximum-likelihood method for focus-variation image reconstruction in high resolution transmission microscopy. Ultramicroscopy 64 : 109-135, 1996. 

    상세보기

  7. Hytch MJ, Houdellier F, Hue F, Snoeck E: Nanoscale holographic interferometry for strain measurements in electronic devices. Nature 453 : 1086-1090, 2008. 

    상세보기

  8. Hytch MJ, Snoeck E, Kilaas R: Quantitative measurement of displacement and strain fields from HREM micrographs. Ultramicroscopy 74 : 131-146, 1998. 

    상세보기

  9. Ishizuka K, Allman B: Phase measurement of atomic resolution image using transport of intensity equation. J Elec Micro 54(3) : 191-197, 2005. 

  10. Jonhson CL, Snoeck E, Ezcurdia M, Rodriguez-gonzalez B, Pastoriza- Santos I, Liz-Marzan LM, Hytch MJ: Effects of elastic anisotropy on strain distributions in decahedral gold nanoparticles. Nature Materials 7 : 120-124, 2008. 

    상세보기

  11. Koch CT: A flux-preserving non-linear inline holography reconstruction algorithm for partially coherent electrons. Ultramicroscopy 108 : 141-150, 2008. 

    상세보기

  12. Koch CT, Ozdol VB, van Aken PA: An efficient, simple, and precise way to map strain with nanometer resolution in semiconductor devices. Appl Phys Lett 96 : 091901, 2010. 

    상세보기

  13. Koch CT, Single W, Hoschen R, Ruhle M, Essers E, Benner G, Matijevic M: SESAM: Exploring the frontiers of electron microscopy. Microsc Microanal 12 : 506-514, 2006. 

  14. Mitome M, Ishizuka K, Bando Y: Quantitativeness of phase measurement by transport of intensity equation. J Elec Micro 59(1) : 33-41, 2010. 

  15. Ozdol VB, Koch CT, van Aken PA: A non damaging electron microscopy approach to map In distribution in InGaN light-emitting diodes. J Appl Phys 108 : 056103-3, 2010. 

    상세보기

  16. Taraci JL, Hytch MJ, Clement T, Peralta P, McCartney MR, Drucker J, Picraux ST: Strain mapping in nanowires. Nanotechnology 16 : 2365-2371, 2005. 

    상세보기

  17. Teague MR: Deterministic phase retrieval: a Green's function solution. J Opt Soc Am 73 : 1434-1441, 1983. 

    상세보기

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로