Tempo

STEM avec optimisation de la dose

Tempo est une technique qui permet d’améliorer la quantité d’information obtenue pour une dose d’électrons donnée dans les acquisitions en mode STEM.

Le concept est simple : Il se produit un rendement décroissant de l’information au fur et à mesure que des électrons sont détectés en chaque point lors du balayage STEM. Pour réduire cet effet, nous pouvons définir un nombre d’événements par pixel à partir duquel le faisceau sera défléchi (dans notre cas un nombre d’électrons – généralement entre 1 et 25), stoppant ainsi la collection de données. Une fois le « dwell time » du pixel atteint, nous passons au pixel suivant et appliquons la même méthode.

Dans ce nouveau paradigme d’imagerie, nommé TempoSTEM, l’intensité des pixels est définie par le temps nécessaire à la détection d’un nombre fixe d’électrons, par opposition au nombre d’électrons détectés en un temps fixe (STEM classique). L’image acquise avec TempoSTEM sera une représentation du temps nécessaire pour acquérir le nombre d’événements désiré par pixel.

Bien que cette distinction puisse sembler mineure, les implications en terme de minimisation des dommages aux échantillons sont considérables.

Rapport signal/bruit en fonction du réglage du seuil d’événement

Images de cellules de macrophages humains acquises avec TempoSTEM. Les acquisitions ont été réalisées avec des nombres d’événements différents. Le contraste représente les valeurs du taux de diffusion.

Crédit photographique : Alexandra Porter (ICL) et Karin Muller (U. Cambridge)

Réduction de l’endommagement

Comparaison d’une acquisition avec et sans TempoSTEM sur un échantillon de macrophage humain. Après l’acquisition avec TempoSTEM (utilisant 3 électrons par pixel, 10 images moyennées), l’état initial de l’échantillon est préservé. L’imagerie STEM conventionnelles (10 images moyennées) dégrade l’échantillon sur lequel nous pouvons voir des dommages et des distorsions importantes.

Crédit photo : Alexandra Porter (ICL) et Karin Muller (U. Cambridge)

Contraste équivalent

Comparaison du contraste de l’image entre une acquisition avec TempoSTEM et une acquisition STEM conventionnelle sur un échantillon de SrTiO₃. Les deux images sont présentées en unités taux de diffusion. Les informations quantitatives offertes par TempoSTEM sont identiques aux approches conventionnelles. En choisissant un nombre d’événements réduits nous gardons un contraste identique à celui d’une image STEM conventionnelle tout en préservant l’échantillon.