走査透過電子顕微鏡における弾性・非弾性散乱信号のオンライン・ディジタル演算処理

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63850078
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 日比野 倫夫 名古屋大学, 工学部, 教授 (40023139)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 花井 孝明 名古屋大学, 工学部, 講師 (00156366) ; 杉山 せつ子 名古屋大学, 工学部, 助手 (00115586) ; 下山 宏 名古屋大学, 工学部, 助教授 (30023261)
• Keywords: 走査透過電子顕微鏡 / 弾性散乱 / 非弾性散乱 / 量子検出効率 / SN比 / ノイズ除去

Research Abstract

1.走査透過電子顕微鏡(STEM)の直空系及び電子検出系の改良
(1)備品として購入したターボ分子ポンプ及びターボ分子ポンプコントロールユニットを現有のSTEMに取り付け、拡散ポンプ油に由来するハイドロカーボン系残留ガスの分圧を減少させることにより、試料汚染を軽減させることができた。(2)弾性散乱電子を検出するための検出系を作製した。シンチレータとしては、100kVで加速された電子線用に厚さを調節したP46蛍光体を用い、また、増幅回路も高利得、低雑音の電流増幅器を作製・使用している。(3)作製した弾性散乱電子検出系の試験のため、その量子検出効率(DQE)を測定した。その結果、シンチレータ、光電子増倍管及び増幅回路を含めた検出系全体のDQEは70%であり、SN比をほとんど低下させることなく、信号電子を検出できると考えてよい。
2.像信号のディジタル化とノイズの低減
(1)3種類の信号電子を同時サンプリングし、ディジタル化するためのインタフェースを作製した。その際、備品として購入したロジックアナライザを用いてタイミング設計、及びデバッグを行った。像信号のナイキスト周波数以上の高周波成分は、アナログ及びディジタルフィルタにより十分減衰させ、像信号のSN比を低下させることなくディジタル化した。(2)像のノイズを減少させ信号間演算の精度を向上させるため、STEM像に対して効果的なフィルタリング処理の手法を開発した。このフィルタは、従来用いられてきたウィーナーフィルタにケイザー窓を併用して、ギブス現象によるリップルを任意の設定値以下に抑えた上でノイズの低減を行う。備品として購入したノイズジェネレータを用いて雑音を重畳したモデル画像にこのフィルタを適用した結果、フィルタ適用前の像のSN比に依存して2〜10倍程度のSN比の改善が得られた。

Research Products

• [Publications] 日比野倫夫: Electron Microscopy 1988. 63-64 (1988)
• [Publications] 丸勢進: Electron Microscopy 1988. 207-214 (1988)
• [Publications] 下山宏: 豊田研究報告. 41. 57-64 (1988)
• [Publications] 日比野倫夫: Journal of Electron Microscopy Technique. 12. (1989)
• [Publications] 下山宏: Suppl.J.Electron Microscopy. (1989)
• [Publications] 石川晃: Suppl.J.Electron Microscopy. (1989)