Measurement of the chemical composition of nanostructures by quantification of Z-contrast in scanning-transmission electron microscopy

通过扫描透射电子显微镜中 Z 对比度的量化来测量纳米结构的化学成分

基本信息

项目摘要

In project we developed a method to precisely analyse the chemical composition in a sample using scanning-transmission electron microscopy (STEM). The method wich is based on a direct comparsion of the experimental high-angle annular dark field (HAADF) intensity with simulations was already applied to many different materials.So far, the intensity was measured by integrating the scattered intensity over a certain angular range which is defined by the camera length and the geometry of the detector. In this renewal proposal we aim at a measurement of STEM intensity as a function of the scattering angle. The angle-dependence of the scattered intensity is not only influenced by the chemical concentration but also by the type of the scattering process (e.g. thermal-diffuse scattering or scattering at static atomic displacements) and by distortions of the crystal lattice. Therefore, the scattering intensity measured with selected detection angles contains additional information which allows for measuring two or more experimental parameters (e.g. thickness and chemical concentration) at the same time. For this purpose we suggest to install a motor-driven diaphragm directly above the HAADF detector in the microscope.The new method will be able to measure the local chemical concentration of a single element (e.g. In in InGaN) and the local specimen thickness or the local chemical concentrations of two elements (e.g. In and Al in InAlGaN) at the same time. Our priliminary studies using a prototype diaphragm show that our method allows for either making strain fields visible or performing quantitative chemical analyses without strain-induced artifacts. The studies further show a difference in the angle-dependend intensity distribution between experiment and simulation at angles smaller than 40 mrad. A main topic of this proposal is the quantification of the small-angle scattering intensity, which includes the investigation of plasmon scattering and its implementation into our simulation software using different apporaches.The method will contribute to various cooperations and projects by its application to investigate quantum dots, quaternary layers, segregation effects, nano particles of non-homogeneous composition, nano-pourous gold and SiGe MOSFETs. Thus, the project will significantly contribute to the understanding of semiconductor nanostructures and catalysists by the suggested method.
在项目中,我们开发了一种使用扫描透射电子显微镜(STEM)精确分析样品化学成分的方法。该方法基于实验高角环形暗场(HAADF)强度与模拟结果的直接比较,已经应用于许多不同材料。到目前为止,强度是通过在一定角度范围内的散射强度积分来测量的,该角度范围是由相机长度和探测器的几何形状定义的。在这个更新方案中,我们的目标是测量STEM强度作为散射角的函数。散射强度的角度依赖性不仅受化学物质浓度的影响,还受散射过程类型(如热扩散散射或静态原子位移散射)和晶格畸变的影响。因此,用选定的探测角度测量的散射强度包含额外的信息,允许同时测量两个或更多的实验参数(例如厚度和化学浓度)。为此,我们建议在显微镜的HAADF检测器正上方安装一个电机驱动的膜片。新方法将能够同时测量单一元素的局部化学浓度(例如InAlGaN中的In)和局部样品厚度或两种元素的局部化学浓度(例如InAlGaN中的In和Al)。我们使用原型膜片进行的初步研究表明,我们的方法既可以使应变场可见,也可以在没有应变诱发伪影的情况下进行定量化学分析。研究进一步表明,在小于40 mrad的角度下,实验与模拟的随角度变化的强度分布存在差异。本文的一个主要课题是小角散射强度的量化,包括等离子体散射的研究及其在我们的模拟软件中使用不同方法的实现。该方法将通过其应用于研究量子点,第四层,偏析效应,非均匀组成的纳米颗粒,纳米多孔金和SiGe mosfet,为各种合作和项目做出贡献。因此,该项目将通过建议的方法对半导体纳米结构和催化剂的理解做出重大贡献。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Angle-resolved STEM using an iris aperture: Scattering contributions and sources of error for the quantitative analysis in Si.
使用虹膜孔径的角度分辨 STEM:Si 定量分析的散射贡献和误差源
  • DOI:
    10.1016/j.ultramic.2020.113175
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    Tim Grieb;Florian F. Krause;Knut Müller-Caspary;Saleh Firoozabadi;Christoph MahrMarco Schowalter;Andreas Beyer;Oliver Oppermann;Kerstin Volz;Andreas Rosenauer
  • 通讯作者:
    Andreas Rosenauer
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Professor Dr. Andreas Rosenauer其他文献

Professor Dr. Andreas Rosenauer的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Professor Dr. Andreas Rosenauer', 18)}}的其他基金

Enhancement of resolution and precision of TEM imaging by scanning illumination
通过扫描照明提高 TEM 成像的分辨率和精度
  • 批准号:
    392948259
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Spatial resolution of strain state analysis by convergent nano beam electron diffraction
会聚纳米束电子衍射应变状态分析的空间分辨率
  • 批准号:
    266456134
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Composition and structure of nanoporous Au dealloyed from AuAg and AuCu
AuAg 和 AuCu 脱合金纳米孔 Au 的成分和结构
  • 批准号:
    269856009
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Units
Bestimmung von Elektronenstreudaten zur Zusammensetzungsanalyse von Halbleiternanostrukturen mittels hochauflösender Elektronenmikroskopie
使用高分辨率电子显微镜测定半导体纳米结构成分分析的电子散射数据
  • 批准号:
    23528762
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Messung des mittleren inneren Potentials von Halbleitern
测量半导体的平均内部电位
  • 批准号:
    5379201
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants

相似国自然基金

NbZrTi基多主元合金中化学不均匀性对辐照行为的影响研究
  • 批准号:
    12305290
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
中性粒细胞在体内条件下重编程为造血干祖细胞的研究
  • 批准号:
    92068101
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    80.0 万元
  • 项目类别:
    重大研究计划
小分子化合物促进肝细胞增殖和肝脏再生的研究
  • 批准号:
    32000504
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
一种新的质子感知Gq蛋白偶联受体的筛选及其鉴定
  • 批准号:
    31960149
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    39.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
亚纳米单分子定位技术研究化学修饰对蛋白-膜相互作用的干预
  • 批准号:
    91753104
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    70.0 万元
  • 项目类别:
    重大研究计划
Chinese Journal of Chemical Engineering
  • 批准号:
    21224004
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
自成漆酶/介体体系应用于化学机械浆清洁漂白及树脂障碍控制的研究
  • 批准号:
    21006034
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    19.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
Chinese Journal of Chemical Engineering
  • 批准号:
    21024805
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
美洲大蠊药材养殖及加工过程中化学成分动态变化与生物活性的相关性研究
  • 批准号:
    81060329
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    26.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
马缨丹Lantana camara提取物对水葫芦Eichhornia ctassipes 生长抑制作用的化学机制
  • 批准号:
    30971927
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    8.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Simulation study for the cosmic-ray chemical composition measurement around the knee using a next generation imaging Cherenkov telescope array
使用下一代成像切伦科夫望远镜阵列测量膝盖周围宇宙射线化学成分的模拟研究
  • 批准号:
    26800126
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
Development of an online measurement system for size-resolved chemical composition of aerosols during new particle formation
开发新颗粒形成过程中气溶胶尺寸分辨化学成分的在线测量系统
  • 批准号:
    25281004
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Precision Measurement of Cosmic Ray Chemical Composition by High Resolution Imaging Direct Cherenkov Light
利用高分辨率成像直接切伦科夫光精确测量宇宙射线化学成分
  • 批准号:
    24654061
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
MRI: Acquisition of a Soot-Particle Aerosol Mass Spectrometer for the Measurement of Submicron Particulate Chemical Composition
MRI:购买烟灰颗粒气溶胶质谱仪用于测量亚微米颗粒化学成分
  • 批准号:
    1229298
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
Measurement of Cardiometabolic Risk in Antipsychotic-Treated Children
抗精神病药物治疗儿童心脏代谢风险的测量
  • 批准号:
    8388811
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Measurement of Cardiometabolic Risk in Antipsychotic-Treated Children
抗精神病药物治疗儿童心脏代谢风险的测量
  • 批准号:
    8769168
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Measurement of Cardiometabolic Risk in Antipsychotic-Treated Children
抗精神病药物治疗儿童心脏代谢风险的测量
  • 批准号:
    8030396
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Measurement of Cardiometabolic Risk in Antipsychotic-Treated Children
抗精神病药物治疗儿童心脏代谢风险的测量
  • 批准号:
    8586558
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Measurement of Cardiometabolic Risk in Antipsychotic-Treated Children
抗精神病药物治疗儿童心脏代谢风险的测量
  • 批准号:
    8207885
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Central Obesity and Health Risk: Optimal MRI Measurement & Location in Children
中心性肥胖与健康风险:最佳 MRI 测量
  • 批准号:
    8006941
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了