위상차

흩어진 파동의 위상 변화에 의해 생성된 대조. HREM 이미지는 위상차에 의해 형성됩니다. 시료가 매우 얇으면 전자파는 거의 흡수되지 않고 위상만 변화하는 것으로 추정됩니다(약위상 물체 근사). 무수차 렌즈를 사용하여 투과파와 산란파 사이에 간섭을 일으키면 이상적인 이미지 평면에 콘트라스트가 나타나지 않습니다. 즉, 산란파의 위상 이동은 영상의 세기 변화를 일으키지 않는다. 산란파는 투과파에 대해 π/2의 위상 편이를 겪습니다. 산란파의 위상을 전자렌즈의 구면수차에 의한 위상편이량을 디포커스량만큼 조절하는 방식으로 π/2만큼 더 편이시키면 결과적으로 회절파의 위상편이는 π전송된 파동에 대해. 이 회절파(π)의 위상 변화는 진폭(복소수가 아닌 실수)의 변화로 변환되어 투과파와 회절파의 간섭으로 인해 이미지에 대비가 생깁니다. 산란파의 위상이 가능한 한 넓은 파수 범위에 걸쳐 π/2 만큼 이동하고 파동의 진폭이 최대한 커지도록 적절한 디포커스 양을 선택하면 구조 영상이 얻어진다.


가속 전압 80kV에서 촬영한 단층 그래핀의 고해상도 TEM 이미지.

그래핀은 약한 위상 물체로 간주되기 때문에 그래핀의 이미지 대비는 탄소 원자에 의해 산란된 전자의 위상 변화를 반영합니다. 이 이미지는 Cs 보정기가 장착된 전자현미경을 사용하여 위상차를 생성하기 위해 약간의 디포커스에서 획득됩니다.
그래핀의 육각형 격자는 대부분의 부분에서 볼 수 있습니다. 왼쪽의 흰색 파선으로 둘러싸인 영역에 격자 결함이 보입니다. 왼쪽 상단의 노란색 점선으로 둘러싸인 영역에서 그래핀은 비정질 상태를 취하는 것으로 보입니다.

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