POSSIBILITIES OF MODERN SCANNING TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY FOR STUDYING BORON CARBIDES

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A promising method of scanning transmission electron microscopy is the use of integrated differential phase contrast. Its advantages include high sensitivity to light elements, almost linear relation between the generated image contrast and atomic numbers of Z atoms contained in a sample, noise suppression, and much more. Using the modeling and mathematical processing, prospects of this technique for studying the crystal structure of materials consisting of light atoms have been analyzed by the example of boron carbide polytypes. It is shown that the sensitivity of the technique makes it possible to distinguish columns of boron atoms from columns consisting of carbon. Recommendations on using this technique for analyzing the structures consisting of light elements are formulated.

About the authors

I. S. Pavlov

Shubnikov Institute of Crystallography, Federal Scientific and Research Center “Crystallography and Photonics,”Russian Academy of Sciences, Moscow, 119333 Russia

Email: ispav88@gmail.com
Россия, Москва

V. I. Bondarenko

Shubnikov Institute of Crystallography, Federal Scientific and Research Center “Crystallography and Photonics,”Russian Academy of Sciences, Moscow, 119333 Russia

Email: ispav88@gmail.com
Россия, Москва

A. L. Vasiliev

National Research Centre “Kurchatov Institute,” Moscow, 123182 Russia; Shubnikov Institute of Crystallography, Federal Scientific and Research Center “Crystallography and Photonics,”Russian Academy of Sciences, Moscow, 119333 Russia; Moscow Institute of Physics and Technology, Moscow oblast, Dolgoprudny, 141701 Russia

Author for correspondence.
Email: a.vasiliev56@gmail.com
Россия, Москва; Россия, Москва; Россия, Москва

References

  1. Williams D.B., Carter C.B. The transmission electron microscope. Berlin: Springer, 1996. 757 p.
  2. Lazić I., Bosch E.G.T. // Adv. Imaging Electron Phys. 2017. V. 199. P. 75. https://doi.org/10.1016/bs.aiep.2017.01.006
  3. Hetherington C. // Mater. Today. 2004. V. 7. P. 50. https://doi.org/10.1016/S1369-7021(04)00571-1
  4. Rosenauer A., Gries K., Müller K. et al. // Ultramicroscopy. 2009. V. 109. P. 1171. https://doi.org/10.1016/j.ultramic.2009.05.003
  5. Molina S.I., Sales D.L., Galindo P.L. et al. // Ultramicroscopy. 2009. V. 109. P. 172. https://doi.org/10.1016/j.ultramic.2008.10.008
  6. LeBeau J.M., Findlay S.D., Allen J.M. et al. // Phys. Rev. Lett. 2008. V. 100. P. 206101. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.100.206101
  7. Dwyer C., Maunders C., Zheng C.L. et al. // Appl. Phys. Lett. 2012. V. 100. P. 191915. https://doi.org/10.1063/1.4711766
  8. Yücelen E., Lazić I., Bosch E.G.T. // Sci. Rep. 2018. V. 8. P. 2676. https://doi.org/10.1038/s41598-018-20377-2
  9. Dekkers N.H., De Lang H. // Optik (Stuttg). 1974. V. 41. P. 452.
  10. Shibata N., Kohno Y., Findlay S.D. et al. // J. Electron Microsc. (Tokyo). 2010. V. 59. P. 473. https://doi.org/10.1093/jmicro/dfq014
  11. Lazić I., Bosch E.G.T., Lazar S. // Ultramicroscopy. 2016. V. 160. P. 265. https://doi.org/10.1016/j.ultramic.2015.10.011
  12. Waddell E.M. // Optik (Stuttg). 1979. V. 54. P. 83.
  13. Bosch E.G.T., Lazić I. // Ultramicroscopy. 2015. V. 156. P. 59. https://doi.org/10.1016/j.ultramic.2015.02.004
  14. Thévenot F. // J. Eur. Ceram. Soc. 1990. V. 6. P. 205. https://doi.org/10.1016/0955-2219(90)90048-K
  15. Domnich V., Reynaud S., Haber R. et al. // J. Am. Ceram. Soc. 2011. V. 94. P. 3605. https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2011.04865.x
  16. Chen M., McCauley J.W., Hemker K.J. // Science. 2003. V. 299. P. 1563. https://doi.org/10.1126/science.1080819
  17. Ghosh D.S., Ghatu S., Tirumalai S.R. et al. // J. Am. Ceram. Soc. 2007. V. 90. P. 1850. https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2007.01652.x
  18. Madhav R.K., Guo J.J., Shinoda Y. et al. // Nat. Commun. 2012. V. 3. P. 1052. https://doi.org/10.1038/ncomms2047
  19. Reddy K., Liu P., Hirata A. et al. // Nat. Commun. 2013. V. 4. P. 2483. https://doi.org/10.1038/ncomms3483
  20. Brook R.J., Cahn R.W., Bever M.B. Concise encyclopedia of advanced ceramic materials. N.Y.: Pergamon Press, 1991. 592 p.
  21. Ashbee K.H.G. // Acta Metall. 1971. V. 19. P. 1079. https://doi.org/10.1016/0001-6160(71)90040-X
  22. Bai H., Ma N., Lang J. et al. // Mater. Des. 2013. V. 46. P. 740. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2012.09.053
  23. Sankaranarayanan S., Sabat R.K., Jayalakshmi S. et al. // Mater. Des. 2014. V. 56. P. 428. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2013.11.031
  24. Жданов Г.С., Севастьянов Н.Г. // Докл. АН СССР. 1941. Т. 32. С. 432.
  25. Clark H.K., Hoard J.L. // J. Am. Chem. Soc. 1943. V. 65. P. 2115. https://doi.org/10.1021/ja01251a026
  26. Ekbom L.B., Amundin C.O. // Sci. Ceram. 1981. V. 11. P. 237.
  27. Beauvy M. // J. Less Common Met. 1983. V. 90. P. 169. https://doi.org/10.1016/0022-5088(83)90067-X
  28. Silver A.H., Bray P.J. // J. Chem. Phys. 1959. V. 31. P. 247. https://doi.org/10.1063/1.1730302
  29. Lee D., Bray P.J., Aselage T.L. // J. Phys. Condens. Matter. 1999. V. 11. P. 4435. https://doi.org/10.1088/0953-8984/11/22/314
  30. Mauri F., Vast N., Pickard C.J. // Phys. Rev. Lett. 2001. V. 87. P. 855061. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.87.085506
  31. Lazzari R., Vast N., Besson J.M. et al. // Phys. Rev. Lett. 1999. V. 83. P. 3230. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.83.3230
  32. Hoard J.L., Hughes R.E. // Chem. Boron Its Compd. 1967. P. 26.
  33. Morosin B., Mullendore A.W., Emin D. et al. // AIP Conference Proceedings. 1986. V. 140. P. 70. https://doi.org/10.1063/1.35589
  34. Larson A.C. // AIP Conference Proceedings. 1986. V. 140. P. 109. https://doi.org/10.1063/1.35619
  35. Kwei G.H., Morosin B. // J. Phys. Chem. 1996. V. 100. P. 8031. https://doi.org/10.1021/jp953235j
  36. Walters K.L., Green G.L. Thes. speech. Los Alamos Natl. Lab. “Adv. Plutonium Fuels”, Los Alamos, 1970. P. 14.
  37. Kirfel A., Gupta A., Will G. // Acta Cryst. B. 1979. V. 35. P. 1052. https://doi.org/10.1107/s0567740879005562
  38. Emin D. // Phys. Rev. B. 1988. V. 38. P. 6041. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.38.6041
  39. Yakel H.L. // Acta Cryst. B. 1975. V. 31. P. 1797. https://doi.org/10.1107/S0567740875006267
  40. Fujita T., Guan P., Madhav Reddy K. et al // Appl. Phys. Lett. 2014. V. 104. P. 021907. https://doi.org/10.1063/1.4861182
  41. Демиденко Е.З. Линейная и нелинейная регрессия. М.: Финансы и статистика, 1981. 304 с.
  42. Van Aert S., Verbeeck J., Erni R. et al. // Ultramicroscopy. 2009. V. 109. P. 1236. https://doi.org/10.1016/j.ultramic.2009.05.010
  43. Бондаренко В.И., Васильев А.Л. Тез. докл. XXVIII Рос. конф. по эл. микр. “Количественный анализ изображений точечных дефектов в ПРЭМ”, Черноголовка 2020. С. 24.
  44. Гонзалес Р., Вудс Р. Цифровая обработка изображений. М.: Техносфера, 2005. 1072 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2.

Download (518KB)
Indexing metadata
3.

Download (427KB)
Indexing metadata
4.

Download (202KB)
Indexing metadata
5.

Download (1MB)
Indexing metadata
6.

Download (177KB)
Indexing metadata
7.

Download (185KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».