En mode STEM, le microscope peut être équipé de plusieurs détecteurs qui apporteront chacun une information différente.
Nous pouvons citer les détecteurs classiques suivants :
- Bright Field (BF)
- Annular Bright Field (ABF)
- Annular Dark Field (ADF) donnant différentes informations selon les longueurs de chambre utilisées :
- Large Angle Annular Dark Field (LAADF)
- High Angular Annular Dark Field (HAADF)
- Secondary Electron (SEI/BEI)
Mais il existe aussi des détecteurs STEM segmentés ou pixélisés :
- Segmented Annular All Field (SAAF)
- 4D STEM (détecteur pixélisé)
Nous avons aussi accès à des recombinaisons de signaux :
Quel détecteur pour quelle information ?
1. ADF : contraste en Z (HAADF), contraste de diffraction, visualisation des joints de grains (LAADF).
2. ABF : améliore le contraste des éléments légers (oxygène…).
3. BF : contraste de phase, similaire à l’imagerie MET.
Exemples d’images acquises en HAADF, ABF, BF (échantillon : SrTiO3)
4. BEI/SEI : composition et topographie de surface (Silice mésoporeuse). Il est possible de travailler avec des échantillons massifs, i.e. non transparents aux électrons.
5. SAAF : BF, ADF, e-ABF, Imagerie DPC, champ électriques et magnétiques (E/B).
6. 4D Canvas : Acquisition du cliché de diffraction et post-traitement pour reconstruction des différentes images STEM (BF, ABF, ADF) ainsi que des champs E/B et de la Ptychography.
Skyrmions – T. Matsumoto et al., Sci. Adv., 2 (2016)
Jonction PN
DPC en résolution atomique
Cartographie de diffraction
Ptychography
7. e-ABF : amélioration du contraste des éléments légers par traitement du signal en direct (on soustrait le signal BF au signal ABF).
8. OBF : améliore le contraste des éléments légers, imagerie low dose, DPC par traitement du signal en direct.
Quelle est la différence entre les différents signaux ADF ?
Suivant l’angle de collection le signal acquis sur le détecteur ADF aura une information spécifique, il pourra s’agir d’HAADF ou de LAADF. L’image HAADF apporte une information liée au Z atomique de l’échantillon, plus l’élément est lourd plus il apparaîtra brillant. L’image LAADF montre le contraste de diffraction ou la différence d’épaisseur de l’échantillon.
La différence entre les modes LAADF et HAADF provient de l’angle de collection du détecteur. Le schéma suivant indique les différents modes d’acquisition et leurs demi-angle de collecte.
