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Bestimmung der Modulationstransferfunktion einer CCD-Kamera ...

Bestimmung der Modulationstransferfunktion einer CCD-Kamera ...

Inhaltsverzeichnis 4

Inhaltsverzeichnis 4 Messung der Modulationstransferfunktion der eingesetzten CCD-Kamera 47 4.1 Stand der Forschung: Kantenmethode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 4.2 Methode zur MTF-Auswertung nach Thust . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 4.2.1 Prinzip der Methode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 4.2.2 Erstellung eines synthetischen Referenzbilds . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 4.2.3 Normierung des Kantenbilds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 4.2.4 Kosinusfensterfunktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 4.2.5 Berücksichtigung von Aliasing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 4.2.6 Gewichtung und rotatorischer Mittelwert . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 4.2.7 Abschätzung der Rauschleistung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 4.3 Auswertung mit Beamblanker-Kantenbildern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 4.3.1 Experimentelle Vorarbeiten und Aufnahmen der Kantenbilder . . . . . . . 57 4.3.2 Ergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 4.4 Untersuchung des Aliasings mit alternativen Objekten . . . . . . . . . . . . . . . 59 4.4.1 Simulationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 4.4.2 Praktische Umsetzung und Aufnahmen des Dreisegment-Sterns . . . . . . 61 4.4.3 Ergebnisse mit Dreisegment-Siemens-Stern . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 4.5 Verifizierung der Auswertungsmethode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 4.6 Diskussion der Ergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 5 Kontrastmessungen an einer Gallium-Arsenid-Probe 67 5.1 Mikroskopjustage und Kompensation von Aberrationen . . . . . . . . . . . . . . 67 5.2 Dickenprofil und Probenstellenbestimmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 5.3 Radien der Objektivaperturen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 5.4 Bestimmung des Defokus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 5.5 Ergebnisse und Diskussion der experimentellen Kontrastuntersuchungen . . . . . 76 6 Kontrastbestimmung von simulierten Gallium-Arsenid-Proben 79 6.1 Simulationen mit STEMsim . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 6.2 Durchführung und Auswertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 6.3 Ergebnisse und Vergleich mit experimentellen HRTEM-Aufnahmen . . . . . . . . 87 Zusammenfassung 89 A Anhang I A.1 Grundlagen der Fourier-Transformation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I A.2 Datenzusammenstellung des Titan 80-300 und UltraScan1000 CCD-Kamera . . II A.3 Aufbau und Implementierung der MTF-Bestimmungsmethode . . . . . . . . . . . III Literaturverzeichnis V Danksagung IX vi

Abkürzungsverzeichnis As Arsen BFP Back Focal Plane CCD Charge-Coupled Device, ladungsgekoppeltes Gerät CTF Contrast transfer function, Kontrasttransferfunktion EZ Einheitszelle FEG Field Emission Gun, Feldemissionsquelle FT Fourier-Transformation FFT Fast Fourier Transformation HAADF High Angular Annular Dark Field HR High Resolution, Hochauflösung Ga Gallium GaAs Gallium-Arsenid IP Imaging Plate, Bildspeicherplatte MTF Modulationstransferfunktion MIS Metal Insulator-Semiconductor OA Objektivapertur OAWF Objektaustrittswellenfunktion PSF Point Spread Function, Punktverwaschungsfunktion SAD Selected Area Diffraction SZ Superzelle SRT speziellen Relativitätstheorie STEM Scanning TEM, Raster-TEM TDS Thermal diffuse scattering, thermisch diffuse Streuung TEM Transmissionselektronenmikroskop vii

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