非常に高いダイナミックレンジ、電子顕微鏡用の10,000フレーム/秒ピクセルアレイ検出器

定量的スキャン透過型電子顕微鏡（STEM）メソッドの精度と精度は、Ptykography、および電気、磁気、ひずみフィールドのマッピングが用量に依存します。合理的な取得時間には、高いビーム電流と、信号の大規模および微小な変化の両方を定量的に検出する能力が必要です。第2世代の電子顕微鏡ピクセルアレイ検出器（EMPAD-G2）である新しいハイブリッドピクセルアレイ検出器（PAD）は、前世代のパッドであるEmpadの技術を進めることにより、この課題に対処します。Empad-G2画像は、最大10 kHzまでのフレートで連続的に画像を連続して、300 keVの電子エネルギーでさえ、単一電子の低ノイズ検出からピクセルあたり180 Paを超える電子ビーム電流に及ぶダイナミックレンジ。EMPAD-G2は、不飽和の明るいフィールドディスクから使用可能なキクチバンドや高次のLaueゾーンまで、同時に完全な回折情報を含む高品質のSTEMデータの迅速な収集を可能にします。80から300のKEVのテスト結果が提示されており、Ptychographicの再構成、ひずみ、および偏光マップを示す最初の実験結果と同様に、提示されています。新しい情報メトリックである最大使用可能なイメージング速度（MUI）を導入して、検出器が電子星になった、飽和状態になる、またはそのピクセルカウントがビーム電流で不一致になっていることを識別します。

Precision and accuracy of quantitative scanning transmission electron microscopy (STEM) methods such as ptychography, and the mapping of electric, magnetic, and strain fields depend on the dose. Reasonable acquisition time requires high beam current and the ability to quantitatively detect both large and minute changes in signal. A new hybrid pixel array detector (PAD), the second-generation Electron Microscope Pixel Array Detector (EMPAD-G2), addresses this challenge by advancing the technology of a previous generation PAD, the EMPAD. The EMPAD-G2 images continuously at a frame-rates up to 10 kHz with a dynamic range that spans from low-noise detection of single electrons to electron beam currents exceeding 180 pA per pixel, even at electron energies of 300 keV. The EMPAD-G2 enables rapid collection of high-quality STEM data that simultaneously contain full diffraction information from unsaturated bright-field disks to usable Kikuchi bands and higher-order Laue zones. Test results from 80 to 300 keV are presented, as are first experimental results demonstrating ptychographic reconstructions, strain and polarization maps. We introduce a new information metric, the maximum usable imaging speed (MUIS), to identify when a detector becomes electron-starved, saturated or its pixel count is mismatched with the beam current.