Bestimmung der Modulationstransferfunktion einer CCD-Kamera ...

5 Kontrastmessungen an einer Gallium-Arsenid-Probe
(a) Simulierte Apertur 6, 8nm −1 .(b) Simulierte Apertur 7, 1nm −1 .(c) Simulierte Apertur 7, 4 nm −1 .
Abbildung 5.8: (a), (b) und (c) zeigen die Beugungsbilder eines in [100]-ZA orientierten, simulierten
GaAs-Kristalls mit 140 nm Dicke und den Aperturen 6,8nm −1 , 7,1nm −1 und 7,4nm −1 . Diese ergaben
sich aus der Fehlerabschätzung ±0,3nm −1 . Die simulierte Apertur von 7,1nm −1 in (b) zeigt, dass mehr
Reflexe als bei der gemessenen in Abb. 5.7(b) zum Bild beitragen. (a) stimmte hingegen mit 5.7(b)
überein, so dass diese für die Simulationen angenommen wurde.
von 7, 1 nm −1 mehr Reflexe einbezieht als experimentell im Beugungsbild vorliegen. Dies zeigt
sich in Abb. 5.7(b) für 7, 1 nm −1 , indem sich am rechten, unteren Aperturrand helle Schimmer
der benachbarten Reflexe andeuten. Diese Reflexe würden ggf. zu den simulierten Bildern beitragen
und zu fehlerhaften Vergleichen mit der HR-Aufnahmen führen. Dies ist exemplarisch
für die Aperturen 7, 1 nm −1 und 7, 4 nm −1 in Abb. 5.8 gezeigt. Daher wurden die ermittelten
und die theoretisch in den Simulationen angenommenen Aperturradien in den Abbildungen 5.8
miteinander verglichen.
Die Betrachtungen der simulierten Aperturen 5.8(a) und 5.8(c) mit der experimentell gefundenen
aus Abb. 5.7(b) führten zu der Verwendung eines Aperturradius von 6, 8 nm −1 statt
7, 1 nm −1 , was aus der guten Übereinstimmung von 5.8(a) und 5.7(b) folgte.
Für die Aufnahme der Beugungsmuster werden kurze Belichtungszeiten der CCD-Kamera
eingestellt, da sonst aufgrund der hellen Punktreflexe die Szintillationsschicht der CCD-Kamera
aus Abschn. 1.3.3 beschädigt wird.
5.4 Bestimmung des Defokus
Abschnitt 3.2 hat gezeigt, dass der Kontrast in HR-Aufnahmen maßgeblich von der CTF der
Objektivlinse abhängt. Die Abbildung wird also durch den Cs-Wert und den Defokus ǫ bestimmt,
wobei die geringe sphärische Aberration mit Cs = −3, 1µm der ersten Probenstelle nur einen
geringen Einfluss hatte. Folglich wird sich in diesem Abschnitt mit der genauen Bestimmung
von ǫ beschäftigt, um mit diesen in Kap. 6 vergleichbare Simulationen durchzuführen. Da der
Schwerpunkt der Arbeit auf die Bestimmung der MTF aus Kap. 4 gesetzt ist, konnte nur für
die erste Probenstelle aus Abschn. 5.2 der Fokus ausreichend genau bestimmt werden.
Zur Bestimmung des Defokus wurden mit Hilfe der Fei-Betriebssoftware des Titan Fokusserien
automatisiert aufgezeichnet, d.h. eine Serie von HRTEM-Bildern mit abnehmenden Defokus
bei konstanter Schrittweite. Für eine Serie konnte somit die Schrittweite, mit der der Defokus
von Bild zu Bild heruntergesetzt wird, und die Bildanzahl eingestellt werden. Für die Erstel-
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