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Direct Detection Electron Energy-Loss Spectroscopy: A Method to Push the Limits of Resolution and Sensitivity

机译：直接检测电子能量损失谱：一种突破分辨率和灵敏度极限的方法

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摘要

In many cases, electron counting with direct detection sensors offers improved resolution, lower noise, and higher pixel density compared to conventional, indirect detection sensors for electron microscopy applications. Direct detection technology has previously been utilized, with great success, for imaging and diffraction, but potential advantages for spectroscopy remain unexplored. Here we compare the performance of a direct detection sensor operated in counting mode and an indirect detection sensor (scintillator/fiber-optic/CCD) for electron energy-loss spectroscopy. Clear improvements in measured detective quantum efficiency and combined energy resolution/energy field-of-view are offered by counting mode direct detection, showing promise for efficient spectrum imaging, low-dose mapping of beam-sensitive specimens, trace element analysis, and time-resolved spectroscopy. Despite the limited counting rate imposed by the readout electronics, we show that both core-loss and low-loss spectral acquisition are practical. These developments will benefit biologists, chemists, physicists, and materials scientists alike.
机译：在许多情况下，与用于电子显微镜应用的常规间接检测传感器相比，使用直接检测传感器进行电子计数可提供更高的分辨率，更低的噪声和更高的像素密度。以前，直接检测技术已经成功地用于成像和衍射，但是光谱学的潜在优势仍待探索。在这里，我们比较了以计数模式运行的直接检测传感器和用于电子能量损失光谱的间接检测传感器（闪烁体/光纤/ CCD）的性能。通过计数模式直接检测，可以显着改善测得的检测量子效率以及结合的能量分辨率/能量视野，这显示了有效光谱成像，射线敏感样品的低剂量标测，痕量元素分析和时间分辨的前景。分辨光谱学。尽管读出电子设备施加的计数率受到限制，但我们证明，磁芯损耗和低损耗频谱采集都是可行的。这些发展将使生物学家，化学家，物理学家和材料科学家都受益。

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