Détecteur STEM

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 :

• Enhanced Annular Bright Field (e-ABF)
  • Signal ABF – signal BF
• Optimum Bright Field (OBF)
  • Filtres spéciaux appliqués sur les segments d’un détecteur SAAF

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.

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.

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.

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.