电子能量损失谱（EELS）是一种基于扫描透射电子显微镜（STEM）的强大的谱学分析技术。EELS谱可以分为三部分：能量损失大于50 eV的称为Core-Loss；小于50 eV的则称为Low-Loss；没有能量损失的峰叫做Zero-Loss Peak（ZLP），其半高宽常用来表示EELS能量分辨率。Core-Loss EELS可以用来做原子级的元素Mapping、反馈元素的种类、价态、成键态和能态密度等信息；Low-Loss EELS最被熟知的应用是测量样品厚度，关于Core-Loss EELS分析功能将会在后续的技术专题中简要介绍。上期我们讲到了零损失峰校准和背底扣除，今天继续为大家介绍解卷积的详细步骤，以及如何用Low-Loss EELS来测量薄膜厚度。
一、解卷积（去除多重散射影响）（Deconvolution）
当样品较厚（t/λ > 0.4）时，多重散射效应会使core-loss信号的能量分布发生展宽，掩盖精细结构信息，并使高能区背底偏离幂律模型。解卷积的目的就是消除多重散射的影响，恢复单次散射的真实谱形，利于精细结构分析和定量计算。
Fourier-ratio解卷积方法
这是DM中最常用的解卷积方法，基本思路是用core-loss谱的傅里叶变换除以low-loss谱（包含ZLP）的傅里叶变换，再逆变换回来。
操作步骤：
1. 对core-loss谱进行背底扣除。
（参考上期技术专题https://iscps.westlake.edu.cn/info/1149/2395.htm）。
2. 在EELS菜单中找到解卷积功能（通常位于EELS菜单中选择Remove Plural Scattering → Fourier-ratio）。
3. 只有high-loss或者low-loss谱选择Fourier-log来扣除多重散射，dual EELS选择Fourier- ratio。
4. 执行解卷积，得到去除多重散射影响后的core-loss谱。
实际考量
对于常规分析，若样品厚度在t/λ<0.5范围内，多重散射效应尚可接受，不一定必须进行解卷积。
二、从等离子峰的强度来估计样品的厚薄
最简便实用的EELS测量厚度的方法为Log-Ratio方法，其原理是根据泊松定律，样品的散射参数t/λ≈It/I0
t是样品厚度
λ是电子穿过样品遭遇碰撞的平均距离，即非弹性散射的平均自由程
It第一个等离子峰强度
I0零损失峰强度
（如果EELS中只有一个等离子峰，则说明样品很薄；如果出现了几个等离子峰，则说明样品较厚；而零损失峰强度却随样品厚度的增加而减小）
强调关于λ值：
λ是一个和原子序数Z，加速电压U，聚光镜光阑决定的汇聚角α和进入光阑决定的收集角β密切相关的值，这个值可以计算也可以测量（DM也可以实现）。
操作步骤：
1. 在DM软件的Techniques面板中找到EELS Processing选项板，点击其中的Thickness按钮或者在EELS菜单中选择compute thickness → log-ratio (relative)，可以直接得到样品的相对厚度t/λ值。
2. 选中low-loss谱上的ZLP，在EELS菜单中选择compute thickness → log-ratio (absolute)，在弹窗中分别输入电压、会聚角、收集角、选择样品相应的元素获得原子序数，可以得到样品的绝对厚度。
三、常见问题解答
EELS是不是一定要非常薄的样品才能做？推荐的样品厚度是多少？
取决于具体应用。EELS分析偏向于薄样品，原因有两点，一方面是厚样品的EELS信号较弱，二是多重散射会给近边结构分析带来遮盖效应。薄厚是相对概念，对于原子尺度的EELS分析，一般希望样品在0.5 mfp以下。对于200 kV的TEM，这大约对应50 nm的样品厚度。对于常规的元素面分布而言，即使100 nm左右的“厚”样品也可以快速得到亚纳米空间分辨率的优秀结果。因此只有部分应用，例如近边结构分析和定量，一般对样品厚度有较高要求。随着样品制备技术的提高，FIB（https://iscps.westlake.edu.cn/info/1024/2276.htm）和离子减薄技术的应用，对于多数样品做到适合做EELS的厚度已经不再困难。
对于不容易做薄的样品，可以用较高加速电压如300 kV，提高的电压会降低相对厚度。
往期内容：手把手教你用DM软件处理EELS数据（第一式）：零损失峰校准和背底扣除https://iscps.westlake.edu.cn/info/1149/2395.htm
