【摘要】 高分辨率透射电子显微镜的直接可解释分辨率(即点分辨率)主要由物镜的球差和电子束的波长决定。

高分辨率透射电子显微镜的直接可解释分辨率(即点分辨率)主要由物镜的球差和电子束的波长决定。因此，提高点分辨率意味着减少波长或球差。前者可以通过增加加速电压(高达1mv或更高)来实现，但也会引入许多副作用，例如拥有成本，严重的光束损坏和操作困难。

 

更常见的解决方案是通过在中压(200-300 kV)显微镜上安装球差校正器来降低球差系数(Cs)[1]。值得一提的是，目前的Cs校正器只能校正三阶球差(C3)，尽管五阶球差(C5)可以最小化。

 

采用Cs-校正器后，如果系统经过严格调整，且高阶像差不限制分辨率，则显微镜信息极限可以成为Cs -校正透射电子显微镜的新点分辨率。

 

在可用的球差校正器诞生之前，为了消除对比度传递函数(CTF)调制带来的复杂性，过去开发了不同的高分辨率图像处理方法。这些方法包括出口波重建和图像反卷积。在后一种情况下，投影的电位图是从单个电位图恢复的样品厚度低于临界值时拍摄的图像，该临界值取决于组成原子的原子量和电子波长。

 

虽然方法不同，但图像处理方法的目的是一致的:消除CTF引起的图像失真。图像处理后的可达分辨率优于显微镜点分辨率，可接近显微镜信息极限。因此，图像反卷积也可以看作是一种校正Cs调制的软件方法。

 

值得一提的是，早在1982年，利用传统的高分辨率图像和多片模拟方法，由于II-VI和III-V类化合物半导体特殊的投射原子排列，成功获得了显微镜点分辨率以外的结构信息。

 

[1] Wen C , Wan W , Li F H ,et al.Restoring defect structures in 3C-SiC/Si (001) from spherical aberration-corrected high-resolution transmission electron microscope images by means of deconvolution processing.[J].Micron, 2015, 71:22-31.

 

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