Начало div  FAQ  div  Поиск  div  Пользователи  div  Группы  div  Избранное  div  Регистрация  div  Вход 
Список форумов Microscopist.ru arrow ПЭМ (Железо) arrow Вопрос к DSIoffe про одноэлектронный детектор

Вопрос к DSIoffe про одноэлектронный детектор
На страницу Пред.  1, 2, 3, 4
Начать новую тему   Ответить на темуОтветить
Автор Сообщение
Dusha
Дед

Сообщения: 2194
Зарегистрирован: 23.01.2003
СообщениеДобавлено: Чт 17 Март 2005 17:30    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Хотите смейтесь, хотите как.... Mr. Green

В сегодняшнем номере Натуры, еще краска типографская не просохла:

JONAS BYLANDER, TIM DUTY & PER DELSING,
Current measurement by real-time counting of single electrons, Nature 434, 361 - 364 (17 March 2005)
http://www.nature.com/cgi-taf/DynaPage.taf?file=/nature/journal/v434/n7031/abs/nature03375_fs.html

Идея прямо витает в воздухе...
Статья полностью есть, если кому интересно.
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
injener
Дед

Сообщения: 3196
Зарегистрирован: 21.12.2004
Откуда: Московская область
СообщениеДобавлено: Чт 17 Март 2005 17:49    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Цитата:

Идея прямо витает в воздухе...

Ну! А я о чем! Чуть зевнул - и все уже тут как тут! Mr. Green
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение Отправить e-mail
Serg
Бывалый

Сообщения: 204
Зарегистрирован: 19.01.2003
Откуда: Нижний Новгород
СообщениеДобавлено: Пт 18 Март 2005 09:40    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Dusha писал(а):

JONAS BYLANDER, TIM DUTY & PER DELSING,
Current measurement by real-time counting of single electrons, Nature 434, 361 - 364 (17 March 2005)
http://www.nature.com/cgi-taf/DynaPage.taf?file=/nature/journal/v434/n7031/abs/nature03375_fs.html

Идея прямо витает в воздухе...
Статья полностью есть, если кому интересно.


Если не трудно, мыльните полный текст статьи, у нас есть сложности с доступом к свежим журналам.
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
DSIoffe
Бывалый

Сообщения: 122
Зарегистрирован: 02.04.2004
Откуда: Санкт-Петербург
СообщениеДобавлено: Пт 18 Март 2005 13:32    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Цитата:
Поэтому и хотелось бы выйти за рамки этого принципа: накопление - опрос.

Что-то я запутался. Почему поэтому?
Цитата:
можно ли физически создать полупроводниковое устройство (ячейку), которое на прилет 300кВ электрона порождало бы интенсивный и короткий сигнал?

К сожалению, физика работы полупроводниковых приборов - не моя специальность. Для меня они - чёрные ящички: что-то на них подал, что-то снял. Потому я спросил у специалиста и пересказываю его ответ так, как понял.
Такое устройство бывает, называется - лавинный диод. По жизни они мне никогда не встречались, и я ничего о них не знаю.
Зато там же я выяснил, что можно ловить электроны непосредственно при помощи ПЗС. Для этого используются ПЗС, которые ловят свет обратной стороной (backside). См. мою любимую статью Лазовского, и в свою бумажку я про них тоже напишу. ПЗС, которые делаются для такой задачи, называются electron bombard (если что - я этот термин на слух воспринял). Такое вроде бы делает фирма Hamamatsu. Старожилы говорят, что и у нас такое по шкафам ещё кое-где найти можно. И ещё говорят, что если у автора вопроса есть деньги, то можно поговорить. Это я к тому, что backside - это самая дорогая разновидность ПЗС.
Цитата:
Статья полностью есть, если кому интересно.

Я глянул на аннотацию и понял, что такой текст я и по-русски не пойму. Нельзя в двух словах, о чём там?
А за статью с FTP про CCD камеры для ПЭМ - большое спасибо. Лично для меня очень познавательно. Вот только я не нашёл там URL этой фирмы. Или плохо искал? Хотелось бы.

_________________
- Маманька!.. Штаны!.. Помочь пришей!.. В хате тишина. (C)
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение Отправить e-mail Посетить сайт автора ICQ Number
Dusha
Дед

Сообщения: 2194
Зарегистрирован: 23.01.2003
СообщениеДобавлено: Пт 18 Март 2005 15:52    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Цитата:

Почему поэтому?

Из-за обратной зависимости уровня шумов от времени обработки. Заметьте - не времени накопления, статистические шумы пока можно оставить в стороне. Если считать электроны штуками, то само понятие аппаратных шумов исчезает (в смысле шум в цифровых приборах по определению меньше уровня бита).
А статистические шумы можно потом уже усреднять произвольно по необходимости - нужно побольше временное разрешение - берем меньшее дельтаТ, усредняем и получаем (x,y) картинку. Видим что слишком шумы давят - увеличили время усреднения. И это все ПОТОМ, после эксперимента, экспериментальные данные уже накоплены. Если пользоваться ПЗС, то такой возможности нет или она очень ограничена. Я пробовал снимать видео и потом усреднять кадры с компенсацией дрейфа. В принципе работает, но меньше 100мс индивидуальный кадр не получишь.
Цитата:

ПЗС, которые ловят свет обратной стороной

И они будут лучше для ТЕМ, чем обычная система?

Цитата:

что если у автора вопроса есть деньги, то можно поговорить.

Ну, за деньги можно бы и не только поговорить Mr. Green
На самом деле, меня в данном случае больше интересует обдумать другой принцип работы, а не другую конструкцию, основанную на том же принципе. Я попробую выяснить, почему backside CCD не применяют в микроскопии.

А с лавинными диодами - это, наверное, то что нужно. Специалист ничего не сказал, про параметры этих приборов: энергию электронов, длительность импульса, размеры?
Цитата:
только я не нашёл там URL этой фирмы

Это SoftImaging, тут их адрес уже несколько раз мелькал, они analySIS делают и много всяких прибамбашек для микроскопов. Но статья написана "вообще", хотя конечно они не преминули упомянуть там свои камеры Very Happy
Цитата:
Нельзя в двух словах, о чём там?

Confused Я настолько далек от такой физики.... Мое детсадовское понимание предмета примерно такое - ток пускают через последовательность ( в статье 50) квантовых точек, связанных тунельными контактами, при этом вроде бы происходят коррелированные по времени туннельные одноэлектронные переходы во всех сразу (или в нескольких, упоминаются солитоны, если кто-то знает, что это значит Smile ) контактах. Поскольку процесс импульсный, генерируется некая частота, которая связана с током очевидным соотношением I=eF, измеряя ее и зная заряд электрона, соответственно находят ток Smile.
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Dusha
Дед

Сообщения: 2194
Зарегистрирован: 23.01.2003
СообщениеДобавлено: Пн 21 Март 2005 12:31    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Dusha писал(а):
Цитата:

ПЗС, которые ловят свет обратной стороной

И они будут лучше для ТЕМ, чем обычная система?

Нашел. Оказывается, только back-illuminated чипы и применяютс я в продвинутых TEM камерах. В частности, та картинка, которая с единичными электронами, сделана на камере с таким чипом. У них квантовая эффективность в два раза выше, чем у обычных камер. Но ничего не говорится про прямую регистрацию электронов, видимо тут непонятки какие-то.
Я положил на фтп две спецификации на 2К и 4К чипы, которые используются для производства ТЕМ камер. 2К существует только back-illuminated, 4К - в обоих вариантах, но я 100% уверен, что в микроскопических камерах используются только с "освещеным задом". Smile
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Dusha
Дед

Сообщения: 2194
Зарегистрирован: 23.01.2003
СообщениеДобавлено: Пн 21 Март 2005 12:58    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Господа, с гордостью объявляю идею рожденной нашим коллективным разумом!
Есть такое устройство на лавинных диодах, всего год как, но есть.
И разрешение по времени подходящее - 0.3 нс (повторяю по буквам - треть наносекунды!), и плюс ко всему еще и умеет анализировать электроны по энергиям.
Только не картинки они на нем смотрят, так что идея построить изображение - патентно чистая в первом рассмотрении Very Happy
Ну как, DSIoffe, доведем до ума?
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
injener
Дед

Сообщения: 3196
Зарегистрирован: 21.12.2004
Откуда: Московская область
СообщениеДобавлено: Пн 21 Март 2005 14:11    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Треть наносекунды - это 0,(3) нс... А 0.3 - это меньше трети... Smile
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение Отправить e-mail
DSIoffe
Бывалый

Сообщения: 122
Зарегистрирован: 02.04.2004
Откуда: Санкт-Петербург
СообщениеДобавлено: Пн 21 Март 2005 14:14    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Цитата:
Мое детсадовское понимание

Боже мой, какое же тогда у меня... Титьку мне, титьку!
Цитата:
Но ничего не говорится про прямую регистрацию электронов, видимо тут непонятки какие-то.

Из разговора со спецами я понял так, что количество электронов надо строго дозировать, иначе возникающие лавинные эффекты могут разрушить ПЗС. То есть поштучно считать можно, а кучка уже может сделать дырку. Наверное, при практической эксплуатации возникали трудности Wink Но термин electron bombard CCD или что-то вроде этого существует, значит, кому-то это надо.
Цитата:
Есть такое устройство на лавинных диодах, всего год как, но есть

Из зала кричат: "Давай подробности!!!!!"

_________________
- Маманька!.. Штаны!.. Помочь пришей!.. В хате тишина. (C)
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение Отправить e-mail Посетить сайт автора ICQ Number
Dusha
Дед

Сообщения: 2194
Зарегистрирован: 23.01.2003
СообщениеДобавлено: Пн 21 Март 2005 15:36    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Цитата:

"Давай подробности!!!!!"

Я там ссылку поместил, как меня Awax научил: под словом "есть" - оно голубенького цвета, и, если нажать, то выскакиваешь на pdf файл. На всякий случай на фтп тоже выложил.
Цитата:

Треть наносекунды - это 0,(3) нс... А 0.3 - это меньше трети...

А особо умных попросим воздержаться, не портить дуракам ихний праздник! Twisted Evil
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
injener
Дед

Сообщения: 3196
Зарегистрирован: 21.12.2004
Откуда: Московская область
СообщениеДобавлено: Пн 21 Март 2005 17:53    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Цитата:

А особо умных попросим воздержаться,

Так-ить, охота поучаствовать!
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение Отправить e-mail
DSIoffe
Бывалый

Сообщения: 122
Зарегистрирован: 02.04.2004
Откуда: Санкт-Петербург
СообщениеДобавлено: Вт 22 Март 2005 17:50    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Цитата:
Я там ссылку поместил

Ага, нашёл. У меня эти ссылки чуть светлее основного текста, и хорошо видны только под указателем мыши.
Так ведь в этом замечательном приборе три пикселя диаметром 3 мм и с шагом 3,2 мм. Его даже не найти на сайте Хамамацу. При таком шаге из одного пикселя можно много проводов вывести. А матрица 512х512 будет размером больше полутора метров. Даже если всё уменьшить на порядок, это какая же цена получится?
Цитата:
Ну как, DSIoffe, доведем до ума?

Что-то я не представляю, какие телодвижения для этого надо произвести.

_________________
- Маманька!.. Штаны!.. Помочь пришей!.. В хате тишина. (C)
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение Отправить e-mail Посетить сайт автора ICQ Number
Dusha
Дед

Сообщения: 2194
Зарегистрирован: 23.01.2003
СообщениеДобавлено: Вт 22 Март 2005 18:13    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Цитата:

Даже если всё уменьшить на порядок, это какая же цена получится?

Ну вот, сразу носом в практику....
Smile Дело же в принципе, а не в сегодняшних возможностях.

Скажи мне кто 15 лет назад, когда я работал ночным оператором на ЕС1061 (аж 1М памяти, 8 внешних дисководов размером со шкаф каждый по 128М, все это занимало площадь в 2 баскетбольных зала), что через 15 лет на карманный Palm с такими параметрами я даже смотреть не буду.....
Цитата:

Что-то я не представляю, какие телодвижения для этого надо произвести.

Ну и Бог с ним.... Smile
Цитата:

Его даже не найти на сайте Хамамацу.

Жалко. Товарищи там не указали разрешение по энергии, которое получается. Если возможно получить хотя бы 1еВ - это будет принципиально новый метод анализа потерь электронов в ПЭМ.
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Dusha
Дед

Сообщения: 2194
Зарегистрирован: 23.01.2003
СообщениеДобавлено: Пт 13 Май 2005 13:00    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

DSIoffe писал(а):

Что-то я не представляю, какие телодвижения для этого надо произвести.

Поздно.... Sad
Проведенный литературный поиск показал, что тема глубоко прорабатывается, нашел несколько крупных проектов в сети и кучу публикаций. Там не только лавинные диоды фигурируют, но и некие Si hybrid detectors, что бы это ни значило.

injener писал(а):
Статьи интересные очень. Сама техника. В проблему я, честно говоря, никак не могу "въехать". Я не совсем понимаю, зачем это нужно - просто, видимо, далек от темы.
Какую информацию может нести отдельно взятый электрон?

Отдельно взятый - примено 3 байта пространственной информации (точнее 20 бит), если его регистрировать на матрицу 1024х1024, плюс 4-8 байт временной информации, плюс может быть 2 байта информации об энергии, не так уж и мало Very Happy
Если много насобирать, то это море данных!
При накоплении в CCD все по другому, там все электроны, накопленные в пикселе за время экспозиции, имеют одинаковые координаты и время, так что объем информации уже порядка на 4 меньше. К тому же нет никаких шансов поделить их по энергиям. К тому же нет никакой возможности отслеживать процессы, которые идут быстрее, чем время накопления.
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
injener
Дед

Сообщения: 3196
Зарегистрирован: 21.12.2004
Откуда: Московская область
СообщениеДобавлено: Пт 13 Май 2005 13:08    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Цитата:

Отдельно взятый - примено 3 байта пространственной информации (точнее 20 бит), если его регистрировать на матрицу 1024х1024, плюс 4-8 байт временной информации, плюс может быть 2 байта информации об энергии, не так уж и мало

А по-русски? Для нас, для чайников? Shocked Я не очень силен в этих байтах - больше конкретными образами оперирую... Sad Откуда все эти 3-4-20?
Цитата:

К тому же нет никаких шансов поделить их по энергиям. К тому же нет никакой возможности отслеживать процессы, которые идут быстрее, чем время накопления.

Так может быть, и не трогать ПЗС? Нужен другой способ регистрации...
Цитата:
море данных

Но данных-то о чем? Берем конкретный образец. Данные о сотаве? о плотности? о цвете? о запахе? Rolling Eyes Как это все применить-то? Я просто еще не сталкивался с этим...
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение Отправить e-mail
Dusha
Дед

Сообщения: 2194
Зарегистрирован: 23.01.2003
СообщениеДобавлено: Сб 14 Май 2005 17:37    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Цитата:

Я не очень силен в этих байтах - больше конкретными образами оперирую...

А как еще про информацию говорить, тем более про ее количество, если не поминать байты?
Единица информации - бит - двоичный выбор: белое/черное, налево/направо, одно из двух....
Если выбор из четырех возможностей: очень темное/темное/светлое/очень светлое - это два бита, один выбирает светлое или темное, другой очень или не очень.
Если выбор из 256 вариантов (например цвета в палитре или символы в простой кодировке) - это 8 бит или 1 байт.
Если матрица 1024х1024 ячеек, то чтобы уникально определить (выбрать) одну из них нужно 20 бит (посчитайте сами, какая степень двойки 1024х1024).
Соответственно если мы хотим накапливать скажем час по времени с разрешением 0.3 наносекунды, то это выбор из 3600/(0.3*10-9)=1.2*10в13 вариантов, это примерно 44-я степень двойки, т.е. 44 бита, делим на 8, получаем кол-во байт, примерно 6. Т.е. для того чтобы уникально описать момент времени в интервале один час с разрешением 0.3 нсек нужно 6 байт.
Все просто Smile
Цитата:
Так может быть, и не трогать ПЗС? Нужен другой способ регистрации...

Отчего же, есть много задач, с которыми камеры успешно справляются. Учитывая их дешевизну (ну что такое сотня другая килобаксов, если обсуждаемая конструкция может стоить под миллион Very Happy ), они очень даже ничего.
Цитата:
Но данных-то о чем? Берем конкретный образец. Данные о сотаве? о плотности? о цвете? о запахе?

Да почему какие-то особенные данные, те же самые, что мы обычно получаем - рассеивающие характеристики образца. Только при регистрации с накоплением мы много информации теряем при усреднении.
Такой пример из близкой Вам области: снимаем с большой выдержкой движущийся объект, например звездное небо, выдержка 30 мин. На снимке получаем полосы вместо звезд. Хорошо, что закон движения Земли известен и можно наворотить компенсирующую механику. А если нет?
А теперь представьте, снимаем мы то же небо неподвижной скоростной видеокамерой в течение тех же 30 мин, так что на каждом кадре только несколько фотонов регистрируются. Потом можно взять полученную длинную ленту Smile и усреднить (сложить) кадры с первой, второй, третьей и т.д. минут. Получится шумно, но не так размазано. Из этих картинок определяем закон движения и компенсируем смещение каждого кадра (все это уже в офлайне, спокойно сидя за компом). Усреднение скомпенсированных кадров даст четкую картинку, думаю получше, чем в варианте с механикой.
А теперь еще представьте, что камера "цветная", может регистрировать не только место прилета фотона, но и его длину волны. Тогда оказывается, что в каждой точке изображения мы будем иметь полный спектр излучения! Такое никаким другим методом просто невозможно получить: спектрометр не даст картинки, а фильтр даст картинку, но выделит только одну длину волны.
Если такое вдруг окажется возможным с электронами, для аналитической микроскопии это будет революция. Они даже за ценой не постоят - фильтры стоят 400-600 килобаксов и это такой головняк с ними работать, Штирлиц не даст соврать.
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
injener
Дед

Сообщения: 3196
Зарегистрирован: 21.12.2004
Откуда: Московская область
СообщениеДобавлено: Пн 16 Май 2005 12:30    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Цитата:

Все просто

Ну, теперь и правда, проще... Smile А то ведь эти байты можно откуда угодно навертеть - лишь бы было "да-нет". Например, свежее-несвежее + срок давности. Smile
Цитата:

Если такое вдруг окажется возможным с электронами, для аналитической микроскопии это будет революция.

С другой стороны - сколько информации дополнительной. На ее обработку время, место и скорость нужны. Думаю, что потребуется революция в электронике...
Цитата:

спектрометр не даст картинки, а фильтр даст картинку, но выделит только одну длину волны.

Но можно же эти данные объединить и построить полную картину - может быть это немного дешевле будет? Shocked
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение Отправить e-mail
Dusha
Дед

Сообщения: 2194
Зарегистрирован: 23.01.2003
СообщениеДобавлено: Пн 16 Май 2005 15:34    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Цитата:

свежее-несвежее + срок давности.

Опять же:
какой срок и с какой точностью, может диска не хватит, чтобы такое число хранить Mr. Green
Цитата:

С другой стороны - сколько информации дополнительной. На ее обработку время, место и скорость нужны. Думаю, что потребуется революция в электронике...

Думаю, что то, что сейчас происходит в электронике другим словом и не называется. Уже по нынешним возможностям можно сконструировать систему, которая такое потянет. Что мы там насчитали? 50-100 Гбайт в секунду поток данных? 500Тбайт в час? Да влегкую! Есть такие сервера, есть такие каналы Mr. Green
А дополнительная информация карман не тянет, главное чтобы была. Эксперимент же может потом не воспроизвести, да часто бывает необходимо наблюдать связанные данные в одном процессе.
Цитата:

Но можно же эти данные объединить и построить полную картину - может быть это немного дешевле будет?

Дык о том и речь! Конечно глядеть на эту кучу данных невооруженным взглядом - дело пустое. Надо так и сяк комбинировать и разную информацию извлекать. Только чтобы этим заниматься, надо кучу иметь для начала. А если уже при регистрации осталось фиг и немного, то чего же из этого извлечешь-то?
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Показать сообщения:   
Начать новую тему   Ответить на темуОтветить
Страница 4 из 4 На страницу Пред.  1, 2, 3, 4


о проекте || новости || публикации || оборудование || события
фотогалерея
|| форум || спонсоры || ссылки

©2002 - Microscopist.ru - портал микроскопистов
:главная :контакты :карта сайта :faq :помощь Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru
Powered by phpBB © 2001-2003 phpBB Group | Часовой пояс: GMT + 3