ヤング縞

Young fringe

[目次：理論(電子の散乱／回折／結像)]

点光源から出たビームを二つのスリットを通すと、スリットからの出射波が干渉してつくる縞模様をヤング縞という。スリットの間隔が小さいほどヤング縞の間隔が大きくなる。透過電子顕微鏡の分解能(インフォーメーションリミット)を見やすくするために使われる。実際にはCCDの1フレームの画像を取る時間内にビームを移動させて2枚の重なった非晶質試料のHREM画像を取り、これをコンピュータに取り込んでFFT処理して回折図形を得る。非晶質の像の上にヤング縞が重なって現れる。ヤング縞の消える位置(半径)からインフォーメーションリミットを知ることができる。回折図形は瞬時にして得られるので、見やすい間隔のヤング縞が得られるように試料へのビームの移動量を決める。

⇒図
(a) カーボン薄膜上の金粒子の高分解能像。
(b) (a)のフーリエ変換図形。
(c) 偏向系で視野をずらして得た高分解能像。黄色い矢印で相対移動量と方向を示す。
(d) (c)のフーリエ変換図形。試料の相対移動量に対応した縞が見られる。縞の見える最大の角度(黄色い円)から容易に情報限界を決定することができる。

When a beam exiting from a point source is passed through two slits, two waves exiting from the slits interfere with each other, resulting in formation of a fringe pattern. This fringe pattern is called "Young fringe(s)." As the distance between the two slits is smaller, the period of the Young fringes becomes larger. The Young fringe pattern is used to easily determine the resolution (information limit) of a TEM. In an actual experiment, two overlapping HREM images of an amorphous specimen are taken by shifting the electron beam within the exposure time to take one-frame CCD image, the images are acquired into a computer, and finally the diffraction pattern is obtained by FFT processing of the images. The Young fringes appear to be superposed on the diffraction pattern of the amorphous specimen. The information limit can be measured from the angular position (the radius of the Young fringe pattern) where the Young fringes disappear. The beam shift is chosen so that the Young fringes are easily seen with an appropriate separation.

(a) High-resolution TEM image of Au particles on a carbon thin film.
(b) Fourier transform pattern of (a).
(c) High-resolution TEM image taken by shifting the field of view using the deflector system. The relative shift and shift direction of the image are indicated by a yellow arrow.
(d) Fourier transform pattern of (c). Fringes (Young fringes) corresponding to the relative shift are seen. The information limit can easily be measured from the angle at which the fringes disappear (indicated by a yellow circle).

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