Из-за слабой рассеивающей способности детектирование легких элементов с помощью ПЭМ (просвечивающая электронная микроскопия) затруднительно, а то и вовсе не возможно (как в случае водорода, за исключением водородных адатомов на графеновой мембране). Однако коллективу японских ученых удалось детектировать атомы водорода в кристаллическом гидриде иттрия, для чего ученым пришлось несколько изменить методику съемки на ПЭМ. Во-первых, ученые использовали конусообразный пучок электронов (hollow-cone beam) для уменьшения хроматической абберации, а во-вторых, исследователи разместили кольцевой детектор (annular detector) в области светлого поля растрового просвечивающего электронного микроскопа (обозначение ABF-STEM).
Для достижения наилучшего разрешения, необходимо подобрать оптимальные значения угла при вершине конуса. Эта задача оказалась эквивалентной задаче нахождения оптимального угла конуса при стандартной схеме съемки (эту схему обозначили HCL-TEM). В свою очередь, для нахождения оптимального значения угла авторы статьи исследовали частотно-контрастные характеристики для схемы HCI-TEM, и установили, что наибольшего контраста удается добиться при угле 11 мрад<θс<22 мрад (разрешающая способность 22.5 нм-1 против 8 нм-1 в случае аксиального пучка электронов).
В этих условиях исследователям удалось "разглядеть" атомы водорода в решетке гидрида иттрия (типа флюорит), чего не удавалось сделать ни с помощью светлопольной, ни с помощью темнопольной микроскопии с кольцевым детектором (annular-dark-field, ADF).
Рисунок 1. а) Схематическое изображение различных методов съемки - HCI-TEM и ABF-STEM. b) Частотно-контрастные характеристики в случае аксиального облучения (сплошная синяя линия), HCI-TEM для фиксированного угла (штрихованные линии) и кривая, интегрированная по углам в рассматриваемом диапазоне (сплошная красная линия).
Рисунок 2. а) Кристаллическая структура гидрида иттрия, расматриваемая со стороны направления [010]. Микрофотографии, полученные с помощью ABF-STEM (b), светлопольной микроскопии (с) и ADF (d).
http://www.nanometer.ru/2011/03/06/12993597724969_256856.html
