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电子全息技术的原理及应用 杨阳2009 12 09 内容提要 全息技术概要电子全息技术的成像原理电子全息实验技术全息像的记录和重构电子全息像的应用举例 全息技术概要 光学全息成像技术 激光 利用干涉原理记录物体信息利用衍射原理再现物体光波信息电子全息技术 可以将出射电子波函数的相位和振幅分离 得到完全的相位衬度和振幅衬度像 主要应用于样品厚度测量 平均内势的测定 物镜球差矫正及界面电势场分布的测量 电子全息的几何光路图 静电双棱镜 SiO2细丝 直径小于1微米电势分布 电子束偏转角度 偏转角度与入射位置无关 只与所加的偏压和静电双棱镜的几何尺寸有关 电子全息图的特征 干涉条纹间隔S和全息图的宽度D 影响全息像质量的因素电子源的相干性冷场发射电子枪具有更好的质量样品质量 尽可能薄 厚度均匀 边缘平直 去除非晶层菲涅耳衍射电镜参数 获得高分辨像调低放大倍数 加入双棱镜调整像散调高放大倍数 调整聚焦移动样品 记录全息图 实验操作 电子全息像的记录与重构 频谱滤波 全息像的强度分布 出射波与参考波的相干叠加 其中V称为条纹的可见度 对全息像强度式进行傅里叶变换 得到零级 1级和 1级频谱 将 fx fy f0 分离出来 并平移到原点得到 fx fy 对其进行反傅里叶变换 即可实现出射波的重现 F 1 fx fy 0 x y 软件操作 holoworkforDM 振幅与相位的分离 由相位图计算材料界面势垒和电荷的分布 在忽略外场的情况下 受内电势影响的相位变化为 x y CE V0t V t 2t0 由泊松方程计算电荷分布 应用举例1 LaAlO3 Ba0 5Sr0 5TiO3薄膜自发极化的透射电镜研究 H F Tian PHYSICALREVIEWB71 115419s2005d 左 薄膜的形貌像 界面与界面位错的高分辨像 上 薄膜与真空交界处的电子全息像 重构出的相位图及界面的电荷分布 薄膜 衬底界面处及界面位错的电子全息研究 应用举例2 001 Si La0 9Sr0 1MnO3 SrTiO3薄膜界面的电子显微研究 H F Tian PHYSICALREVIEWB73 075325 2006 界面无定型层的透射电镜结果 应用举例3 锰氧化物异质结界面电势分布的电子显微研究 APPLIEDPHYSICSLETTERS87 164102 2005 异质结界面的电子全息像及电势分布图 结论与展望 介绍了电子全息的基本原理及其在异质结薄膜分析
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