JP2020529706A - 高速ｅｅｌｓスペクトル取得のための方法 - Google Patents

Abstract

透過型電子顕微鏡における電子エネルギー損失分光（ＥＥＬＳ）スペクトルを取得するためのシステム及び方法が開示される。本発明のシステム及び方法は、以前に露出したセンサの部分が露出時間の一部又は全部の間、センサから読み出される間、イメージ・センサの第１の部分を第１のスペクトルに露出することによって、スペクトル取得速度及びデューティ・サイクルを最大にする。

Description

この出願は、２０１７年８月４日に出願の米国仮特許出願番号第６２／５４１，３４５号に基づいて、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９の下で優先権を主張し、その開示は、本明細書において参照によって組み込まれる。

透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）における電子エネルギー損失分光（ＥＥＬＳ）スペクトル取得は、薄い標本を通過した電子のスペクトルにセンサを露出する。

通常、ＥＥＬＳに使用されるように構成されるＴＥＭには、「プリズム」と称されることがあるエネルギー分散デバイスが存在する。エネルギー分散デバイスは、混合された周波数の入射光を波長によって分散させる光学プリズムに効果が類似しているが、ＥＥＬＳでは、異なるエネルギー準位の電子は、デバイスによって、検出器にわたるエネルギー準位によって分散される。ＥＥＬＳデバイスはまた、プリズムの後にエネルギー・シフタを含む。エネルギー・シフタは、分散した電子スペクトルをシフトして、イメージ・センサを完全なエネルギー・スペクトルの所望の部分に露出する。スペクトルは、一次元の現象として検出され得るが、ＥＥＬＳでは、高エネルギー電子によるセンサ損傷を回避するために、二次元のピクセル・アレイが用いられることが多く、電子スペクトルは、典型的には、非分散方向の複数のピクセルにわたりデフォーカスされる。

図２及び図２Ａは、イメージング・センサの露出及び読み出しの典型的な従来技術のタイミングを示す。一番上のチャート２１０及び図２Ａの読み出し／リセット・タイミングの詳細は、センサ読み出し期間２１１（時間枠Ｒ）及び読み出しなしの期間２１２（時間枠Ｅ）のタイミングを示し、ピクセルのスペクトル高さは、ｓである。典型的なイメージ・センサは、行のピクセルを順次読み出す。行がｙ軸に直交するように配向されるセンサを用いて、この種の読み出しは、一番上のチャート２１０にされているように、読み出し対時間のｙ位置として表現可能である。連続的な活性ピクセルＣＭＯＳセンサ・イメージングのために、行は、典型的には、一度に１つずつ読み出され、次に、各読み出し行は直ちにリセットされ、次のフレームのための露出を開始する。これは、いわゆる「ローリング読み出し」機構の実例である。

図２Ａは、行の読み出し及びリセットを近似する、図２の斜めのライン２１３の詳細図を示す。図２Ａでは、個々の行の読み出しは、三角形として示され、行のリセットは、円として示される。各行上の読み出し動作の後に、その行のリセットが続く。図２の一番上のチャート２１０において、読み出しは、関心領域（ＲＯＩ）、又はｙ値から延びるｙ方向のセンサ上の行の数、又は行番号０からｙ値、又は行番号ｓである読み出し高さ、において生じている。ｓの値及び原点０として用いる行番号の選択に応じてこの読み出し範囲は、狭いストリップからセンサの全高までの非分散方向の任意のＲＯＩに対応することができる。典型的には、読み出し高さは、図１Ａに示すようにスペクトルの高さに整合するように大きさを設定される。

チャート２１０はまた、センサ読み出しプロセスが生じない期間２１２を示す。これらの時間の間、センサは、典型的には、信号、例えばＥＥＬＳスペクトルに露出されている。読み出しのない露出の期間によって、センサは、センサの１つの読み出しをするのに必要な時間を超えて露出時間を延長することができる。２番目のチャート２２０は、ブランキング・トリガ信号（実線）及び遅延ブランキング・システム応答（破線）のためのタイミングを示す。一番下のチャート２３０は、プローブ・アドバンス・トリガ信号（実線）及びプローブ・アドバンス・システム応答（破線）を示す。両方の場合２２０及び２３０において、トリガ信号と応答との間の遅延は、システムのレイテンシ、例えば、トリガ要求に応答して通電されている電子光学素子のリアクタンスによって関連付けられ時定数を表現するために示される。従来の技術では、露出２１２（時間枠Ｅ）が生ずる間、センサ読み出し２１１（時間枠Ｒ）は停止又は休止される。露出の後、信号は、デバイスから読み出される（ＣＣＤの場合電荷移動、ＣＭＯＳの場合、活性ピクセルの読み出し）。読み出しプロセスの間、露出は生じず、スペクトル取得時間は失われる。それゆえ、露出時間が読み出し時間のオーダであるとき、又は、読み出し時間より短いとき、デューティ・サイクル（スペクトル露出時間／全体時間）及びスペクトル取得速度は、両方とも、著しく制限される。図２では、露出時間は、読み出し時間とほぼ同じであり、それゆえ、その実例のデューティ・サイクルは、約５０％である。

高いデューティ・サイクルは、極めて望ましい。それなしでは、実験はより長くかかり、サンプル損傷は、センサ上の任意の所定のスペクトル露出全体に対してより激しく発生する。ＣＣＤ読み出し及び一般のＣＭＯＳ読み出し時間は、典型的には、ミリ秒（ｍｓ）のオーダである。スペクトル取得速度が１／Ｒスペクトル毎秒（ｓｐｓ）によって定義される制限に達するとき、デューティ・サイクルはゼロの傾向がある。ここで、Ｒはセンサ読み出し時間であり、可能な露出時間はない。一般に、これは、約１０００ｓｐｓである。非分散方向におけるピクセル・ビニングのような読み出しの速度を上げる周知の方法は、しばしば、信号品質を劣化させ、及び／又は、信号対雑音比を低下させる。代替の解決法は、専用の高速センサ、例えば、高アスペクト比を有する高ダイナミック・レンジ・ピクセル・アレイを用いることであるが、これらのセンサの設置は、システムが２Ｄイメージャとして使うことができるのを妨げ、他の方法でシステムのコスト及び複雑さを増してしまう。このように、プロセス時間デューティ・サイクルへのより高い露出を可能にするＥＥＬＳスペクトルを取得する方法が望ましい。

この明細書内に組み込まれ、一部を構成する添付の図面は、本明細書に記載されている１つ又は複数の実施例を示し、記述とともに実施例を説明する。

電子エネルギー損失分光を有する従来技術の透過型電子顕微鏡の図である。 図１のセンサ及び偏向器の真横からの図であり、ＥＥＬＳスペクトルのイメージのための分散及び非分散方向を示す図である。 従来技術のイメージング・センサのタイミング図である。 図２の図の読み出しリセット部分の拡大図である。 本発明の一態様による例示的なＥＥＬＳイメージング・センサのタイミング図である。 図３の読み出し／リセット／露出部分の拡大図である。 本発明の一態様による例示的なＥＥＬＳシステムのフローチャートである。 図１の例示的なシステムの１つ又は複数の構成要素を制御するための例示的なコンピューティング・システムを示す図である。

以下の詳細な説明は、添付の図面を参照する。異なる図面における同じ参照番号は、同一又は類似の要素を識別する。図２において用いられる参照番号は、便宜のために図３において再利用されるが、参照番号によって識別される構成要素又は値が同一ではないことに留意されたい。

図１は、ＥＥＬＳ分光計が付いている例示的なＴＥＭを示し、本発明に関連する構成要素が示される。本発明のプロセスによって用いられる例示的なＴＥＭ１１０は、標本１１２より上に位置決めされる顕微鏡／プローブ偏向器１１１を含む。標本の後ろに配置される分光計１２０は、１つ又は複数のビーム・ブランカ１２１、エネルギー分散プリズム１２２、１つ又は複数のエネルギー・シフタ１２３、１つ又は複数のスペクトル偏向器１２４及びイメージ受信デバイス、例えばピクセル・アレイ・センサ１２５を含む。１つ又は複数のマイクロコントローラ又はコンピュータ１２６が接続され、偏向器１１１、ビーム・ブランカ１２１、エネルギー・シフタ１２３及びスペクトル偏向器１２４を制御し、ピクセル・アレイ１２５にも同様に接続され、それによって作られるイメージを受信する。

図１Ａは図１の例示的なデバイスのセンサ１２５の端面図であり、スペクトルのためのエネルギー分散すなわちｘ軸は、センサの一番下から一番上まで進み、スペクトルのための非分散すなわちｙ軸は左から右に進む。スペクトル偏向器２１４はまた、図１２４に示される。典型的には、二次元のイメージング・センサ（例えば、電荷結合素子（ＣＣＤ）又は活性ピクセルＣＭＯＳセンサ）を用いて、センサの大部分／すべてにわたりｘ方向のエネルギーに分散したスペクトル１２９を取得する。

高エネルギー電子によるセンサ損傷を回避するために、スペクトル１２９は、典型的には、非分散ｙ方向の複数のピクセルにわたりデフォーカスされる。ｙ方向のデフォーカス範囲は、図１Ａ上で「ｓ」でマークされた標本高さを決定する。典型的には、スペクトルは、薄いサンプルから得られ、薄いサンプルは、エネルギー損失の増加とともに強度が急速に減少する１２８のような、ゼロ・エネルギー損失及びゼロではないエネルギー損失の特徴を有する強い非散乱信号１２７を生ずる。取得後、二次元のセンサ上の高さｓにわたり得られたデータは、典型的には、一次元に圧縮され、エネルギー損失に対する信号強度のプロット線を生ずる。しばしば、複数のこの種のスペクトルは、連続して、標本１１２での電子プローブの異なる入射位置のためにとられ、いわゆるスペクトル・イメージ・データ・セット（スペクトル対電子プローブ位置）を構築する。

本明細書に記載されている実施例に整合して、スペクトル露出は、二次元の（２Ｄ）イメージング・アレイ１２５の第１の部分に対して、イメージ・アレイの第２の部分の読み出しと同時に発生する。特に、スペクトルは、読み出しと時間的に同期して、さまざまな点で非分散ｙ方向に偏向する。スペクトル露出が、読み出しされていないイメージング・アレイの領域において常に起こっていることを確実にする方法で、偏向は実行される。

図示の場合は、ローリング読み出し機構を用いたＣＭＯＳイメージング・アレイである。この一般の設計では、行は、関心領域（ＲＯＩ）内のセンサにわたり順番に読み出され、その後、１行ずつリセットされ、各行の次の露出を開始する。図３Ａは、高さ２ｓの行のＲＯＩの２．５の読み出しのための行の読み出し３１１及びリセット３１２を示す。読み出しの遅い方向が図１Ａに示すようにＥＥＬＳスペクトルのｙ（非分散）方向にあるように、イメージング・アレイは配向される。これを記載する他の方法は、ｘ方向の行が一度に１つずつ読み出され、それゆえ、行の読み出しは速く、一方、連続した各行が以前の１つ後にのみ読み出され、それゆえ、ｙ方向は、読み出されるのが比較的遅い、ということである。

本発明の実施例では、露出領域が同時に読み出されている領域に決してならないように、各スペクトル露出は、センサにわたり次第にシフトされる。図３は、スペクトル位置がｙ方向に切り換えられる場合を示し、センサの第１の半分（−ｓから０までのＹ軸範囲によって表現される）が露出する間、第２の半分（０から＋ｓまでのｙ軸範囲）が読み出され、その逆の場合も同じである。こうすることによって、デューティ・サイクルは、もはや、読み出しの速度によってではなく、センサにわたりスペクトルをシフトするのにかかる時間によって制限されるだけである。スペクトルをシフトする時間は、非露出時間でなければならない。なぜなら、スペクトルは、この時間にイメージング・アレイのどちらの部分においても安定しないからである。この時間は、図３の下から２番目のチャート３４１のプローブ・システム応答時間の傾斜部分３４３として示される。

図３の一番上の図３１０は、センサーアレイ軸ｙ（非分散方向）及び時間の関数として、イメージ・センサの読み出し及び露出を示す。スペクトル高さはｓピクセルであり、読み出し時間はＲであり、露出時間はＥである。２番目の図３２０は、ビーム・ブランキング・トリガ信号（実線）及び遅延ブランカ・システム応答（破線）を示す。３番目のチャート３３０は、ＥＥＬＳスペクトル・シフト応答を示す。スペクトル偏向器１２４に印加される電圧は、非分散ｙ方向のスペクトルの位置を決定する。ラベル＋Ｖ及び−Ｖは、検出器の一番上の部分と一番下の部分との間でスペクトルをシフトするのに十分な２Ｖのシフトを表現する。図３のチャート３４０は、２つの顕微鏡電子プローブ・アドバンス・トリガ信号（実線）及び対応するプローブ・アドバンス・システム応答（破線）を示し、１セット３４１は、各フレームのプローブ・アドバンスのためであり、１セット３４２は、１つおきのフレームのプローブ・アドバンスのためである。これは、プローブ・アドバンス・タイミングの２つの可能性を示す。１つのそのようなシナリオのみが、ＥＥＬＳスペクトル取得のセットごとに選択される。ブランキング及びプローブ・アドバンスの両方のために、遅延システム応答は、システム応答に関連した状態変化を命令する関連した信号に遅れさせ得るシステム電子機器及び電子光学素子のレイテンシを表現する。この実施例では、読み出されているセンサの半分が露出している半分と決して同じにならないように、スペクトルはｙにシフトされる。ビームはブランクされ、スペクトルは時間Ｂにおいてシフトされる。デューティ・サイクルは、Ｅ／（Ｅ＋Ｂ）である。典型的にはＢ＜＜Ｒである。

図４は、図３及び図３Ａについて上述した露出及び取得タイミングを実行するのに用いることができる例示的プロセスを示す。本明細書に記載されている実施例に整合して、図４のプロセスは、図１に関して記載されたようなＴＥＭ ＥＥＬＳシステムによって実施されてもよい。ステップ４０１において、ＥＥＬＳスペクトルをイメージング・アレイの一部に偏向させることに備えて、電子ビームはブランクされる。ステップ４０２において、ＥＥＬＳ偏向器は、ＥＥＬＳスペクトルをイメージング・アレイの第１の部分の方に位置決めする（設定１）。オプションで、ステップ４０３において、ビームがブランクされる間、ステップ４０２のＥＥＬＳ偏向器の変化と少なくとも部分的に同時に、ビーム偏向器はまた、プローブ・ビームをサンプル上の新しい位置Ｎに偏向するように調整可能である。ステップ４０４において、ビームはブランクされず、ステップ４０５において、第１のセンサ部分を露出させる。第１のセンサ部分への露出と少なくとも部分的に同時に、ステップ４０６において、第２のセンサ部分は、読み出され、リセットされる。ステップ４０７において、ＥＥＬＳスペクトルをイメージング・アレイの他の部分に偏向させることに備えて、ビームはブランクされる。ステップ４０８において、ＥＥＬＳ偏向器は、ＥＥＬＳスペクトルをイメージング・アレイの第２の部分に位置決めする（設定２）。オプションで、ステップ４０９において、ビームがブランクされる間、ステップ４０８のＥＥＬＳ偏向器の変化と少なくとも部分的に同時に、ビーム偏向器はまた、プローブ・ビームをサンプル上の新しい位置Ｎ＋１に偏向するように調整可能である。ステップ４１０において、ビームはブランクされず、ステップ４１１において、第２のセンサ部分を露出させる。第２のセンサ部分の露出と少なくとも部分的に同時に、ステップ４１２において、第１のセンサ部分は、読み出され、リセットされる。ステップ４１３において、プローブ位置は、インクリメントされる。

図５は、デバイス５００の例示的な物理的構成要素を示す図である。デバイス５００は、上述したシステム、例えばマイクロコントローラ又は図１のコンピュータ１２６内の各種デバイスに対応してもよい。デバイス５００は、バス５１０、プロセッサ５２０、メモリ５３０、入力構成要素５４０、出力構成要素５５０及び通信インタフェース５６０を含んでもよい。

バス５１０は、デバイス５００の構成要素間の通信を可能にする経路を含んでもよい。プロセッサ５２０は、プロセッサ、マイクロプロセッサ又は命令を解釈及び実行することができる処理論理を含んでもよい。メモリ５３０は、プロセッサ５２０による実行のための情報及び命令を格納することができる任意のタイプの動的記憶装置及び／又はプロセッサ５２０用の情報を格納することができる任意のタイプの不揮発性記憶装置を含んでもよい。

ソフトウェア５３５は、機能及び／又はプロセスを提供するアプリケーション又はプログラムを含む。ソフトウェア５３５はまた、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語（ＨＤＬ）及び／又は他の形の命令を含むことを意図する。例えば、仕事認証の証明を提供するための論理を含むネットワーク要素に関して、これらのネットワーク要素は、ソフトウェア５３５を含むように実施されてもよい。追加的に、例えば、デバイス５００は、図４に関して上述したようなタスクを実行するためのソフトウェア５３５を含んでもよい。

入力構成要素５４０は、ユーザが情報をデバイス５００に入力できるようにする機構、例えば、キーボード、キーパッド、ボタン、スイッチなどを含んでもよい。出力構成要素５５０は、情報をユーザに出力する機構、例えば、ディスプレイ表示、スピーカ、１つ又は複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）などを含んでもよい。

通信インタフェース５６０は、デバイス５００が無線通信、有線通信又は無線及び有線通信の組合せを介して他のデバイス及び／又はシステムと通信することを可能にするトランシーバを含んでもよい。例えば、通信インタフェース５６０は、ネットワークを介して他のデバイス又はシステムと通信する機構を含んでもよい。通信インタフェース５６０は、ＲＦ信号の送信及び／又は受信のためのアンテナ・アセンブリを含んでもよい。一実装例では、例えば、通信インタフェース５６０は、ネットワークと通信してもよい、及び／又は、ネットワークに接続されるデバイスと通信してもよい。代替的に又は追加的に、通信インタフェース５６０は、入出力ポート、入出力システム及び／又は他のデバイスへのデータ送信を容易にする他の入出力構成要素を含む論理構成要素でもよい。

デバイス５００は、コンピュータ可読媒体、例えばメモリ５３０内に含まれるソフトウェア命令（例えばソフトウェア５３５）を実行するプロセッサ５２０に応答して、特定の動作を実行してもよい。コンピュータ可読媒体は、非一時的メモリデバイスとして定義されてもよい。非一時的メモリデバイスは、単一の物理的なメモリデバイス内のメモリ空間を含んでもよいし、又は、複数の物理的なメモリデバイスに散在してもよい。ソフトウェア命令は、他のコンピュータ可読媒体から、又は、他のデバイスからメモリ５３０内に読み込まれてもよい。メモリ５３０内に含まれるソフトウェア命令は、プロセッサ５２０に本明細書に記載されているプロセスを実行させてもよい。代替的には、ソフトウェア命令の代わりに又はソフトウェア命令と組み合わせて配線回路を用いて、本明細書に記載されているプロセスを実施してもよい。このように、本明細書に記載されている実装例は、ハードウェア回路及びソフトウェアの任意の特定の組合せに限定されるものではない。

デバイス５００は、図５に示されるより少ない構成要素、追加の構成要素、異なる構成要素及び／又は異なって配置された構成要素を含んでもよい。実例として、いくつかの実装例では、ディスプレイは、デバイス５００に含まれなくてもよい。これらの状況では、デバイス５００は、入力構成要素５４０を含まない「ヘッドレス」デバイスでもよい。他の実例として、デバイス５００は、バス５１０の代わりに又はバス５１０に加えて１つ又は複数のスイッチ機構を含んでもよい。追加的に又は代替的に、デバイス５００の１つ又は複数の構成要素は、デバイス５００の１つ又は複数の他の構成要素によって実行されるものとして記載される１つ又は複数のタスクを実行してもよい。

既存の顕微鏡及びＥＥＬＳシステムは、スペクトル・ブランキング・サイクル、スペクトル偏向及び電子プローブ・シフトのすべてを１マイクロ秒以上のオーダで正確に互いと同期させてイメージ・センサの読み出しよりほぼ３桁高速に実行する能力以上を有する。それゆえ、デューティ・サイクルは、１秒につき１０００スペクトルのスペクトル取得速度でほぼ１００％であり、スペクトル取得速度が１秒につき１００，０００スペクトル以上になるまで著しく低下しない。このようにして、プローブ位置Ｎで得られたスペクトルが位置Ｎ−１、Ｎ＋１からの情報を有さない／無視できる情報しか有さないという意味において、スペクトル・イメージ内のサンプルの各領域から読み出されるスペクトルは、非常に純粋なままである。なぜなら、読み出されていないセンサの領域に対する顕微鏡のプローブのシフト及びＥＥＬＳスペクトルのシフトの間、電子ビームはブランクされ、それゆえ、点間の多数のプローブ又はセンサ読み出しプロセスに巻き込まれる多数のＥＥＬＳスペクトルの間、センサ上のいかなる露出も防止するからである。

スペクトル速度、読み出し時間及び読み出されるピクセル数に応じて、本明細書に記載されている実施例は、図３に示される切り換え運動より多くのセンサにわたる非分散方向のスペクトルの運動を含むことができる。ローリング・読み出し設計のために、一般的なプロセスは、期間ＴでＮステップを必要とするので、時間Ｔの読み出しとなり得る高さに等しいｙ領域は、各ステップで露出される。スペクトル露出エリアの位置は、常に、領域の読み出し前のいくつかの数のステップである。

図３に示すようにローリング読み出しを実行しないイメージ・センサのために、本発明の他の実施例は、スペクトルの異なる偏向動作とともに考慮することができる。一般の要件は、１つの領域において読み出されているのと同時に別の領域において露出可能なイメージング・センサ及びセンサの読み出し時間と比較して高速のセンサ前の偏向器である。

複数の実装例が上述されてきたが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で実装例を修正できることは当業者にとって明らかであるということを明確に理解されたい。本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形、設計又は配置のさまざまな変更を本発明に行うことができる。それゆえ、上述した説明は制限するというよりはむしろ例示的とみなされるべきであり、本発明の真の範囲は、以下の請求項において定義される。

「備える／備えている」という用語は、この明細書中で用いられるとき、記載された特徴、整数、ステップ又は構成要素の存在を特定するものとみなされるが、１つ又は複数の他の特徴、整数、ステップ、構成要素又はそのグループの存在又は追加を排除するものではないことを強調されたい。

本出願において用いられる要素、ステップ又は命令は、明確にそのように記載されない限り、本明細書に記載されている実装例に重要又は必須なものとして解釈されてはならない。また、本明細書において用いられるように、冠詞「ａ」は、１つ又は複数のアイテムを含むことを意図する。さらに、「基づく」というフレーズは、特に明記しない限り、「少なくとも部分的に基づく」ことを意味することを意図する。

Claims (19)

1. 標本の複数の電子エネルギー損失スペクトルを取得するための方法であって、
   電子プローブ刺激位置で標本の第１の部分を電子ビームに露出するステップと、
   エネルギー準位によって、前記標本によって送信された電子を、プリズムを用いて分散し、第１の電子エネルギー損失スペクトルを形成するステップと、
   二次元のイメージング・アレイの第１の部分を前記第１の電子エネルギー損失スペクトルに露出するステップと、
   前記露出するステップと少なくとも部分的に同時に、以前露出された前記二次元のイメージング・アレイの第２の部分の信号を読み出すステップと、
   複数の位置を有する電子光学偏向要素を用いて、前記二次元のイメージング・アレイの前記第２の部分を第２の電子エネルギー損失スペクトルに露出するステップと、
   前記二次元のイメージング・アレイの前記第２の部分の前記露出と少なくとも部分的に同時に、前記二次元のイメージング・アレイの前記第１の部分の信号を読み出すステップと、
   を含む方法。
2. 前記二次元のイメージング・アレイの前記第１の部分の信号を読み出す前記ステップの後に、且つ、前記二次元のイメージング・アレイの前記第２の部分を露出する前記ステップと少なくとも部分的に同時に、前記二次元のイメージング・アレイの前記第１の部分のピクセルをリセットするステップと、
   前記二次元のイメージング・アレイの前記第１の部分を露出する前記ステップと少なくとも部分的に同時に前記二次元のイメージング・アレイの前記第２の部分の信号を読み出す前記ステップの後に、前記二次元のイメージング・アレイの前記第２の部分のピクセルをリセットするステップと、
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記電子光学偏向要素が位置の間にある間、前記標本によって送信された前記電子を電子光学ブランキング・システムによりブランクするステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記ブランクするタイミングは、高速の静電電子光学ブランカによって実行される、請求項３に記載の方法。
5. 前記電子光学偏向要素は、高速の静電電子光学偏向器である、請求項１に記載の方法。
6. 前記二次元のイメージング・アレイの前記第１又は第２の部分をそれぞれ前記第１又は第２の電子エネルギー損失スペクトルに露出する前記ステップと同時に、前記電子プローブ入射位置を変化させるステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
7. 電子プローブ入射位置は、高速のプローブ走査電子光学素子によって実行される、請求項６に記載の方法。
8. 前記二次元のイメージング・アレイの前記第１又は第２の部分をそれぞれ前記第１又は第２の電子エネルギー損失スペクトルに露出する前記ステップと同時に前記電子プローブ入射位置を変化させるステップは、前記二次元のイメージング・アレイの前記第１又は第２の部分をそれぞれ前記第１又は第２の電子エネルギー損失スペクトルに露出する前記ステップが実行されるたびに発生するわけではない、請求項６に記載の方法。
9. 前記イメージング・アレイの少なくとも１つの部分が前記イメージング・アレイの他の部分の露出と少なくとも部分的に同時に読み出されるように、前記二次元のイメージング・アレイの追加の部分を露出するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
10. 前記イメージング・アレイは、前記電子エネルギー・スペクトルに直接露出される、又は、シンチレータを介して前記電子エネルギー・スペクトルの光イメージに露出される、請求項１に記載の方法。
11. 標本の複数の電子エネルギー損失スペクトル・イメージを取得するためのシステムであって、前記システムは、
    電子ビームを生成するように構成される電子ビーム生成器と、
    電子ビーム偏向器と、
    プリズムと、
    投影する電子光学素子と、
    二次元のイメージング・アレイと、
    複数の位置を有する電子光学偏向器と、
    システム・コントローラと、
    を備え、前記システム・コントローラは、
    前記電子ビーム偏向器に、電子プローブ刺激位置で前記標本の第１の部分を前記電子ビームに露出させ、
    それによって、前記標本を通り前記プリズムに通過する電子は、第１の電子エネルギー損失スペクトルを形成し、
    前記電子光学偏向器に、二次元のイメージング・アレイの第１の部分を前記第１の電子エネルギー損失スペクトルに露出させ、
    前記二次元のイメージング・アレイの前記第１の部分の前記露出と少なくとも部分的に同時に、以前露出された前記二次元のイメージング・アレイの第２の部分の信号を読み出し、
    前記電子光学偏向要素に、前記プリズムから出る電子をリダイレクトさせ、第２の電子エネルギー損失スペクトルを有する前記二次元のイメージング・アレイの前記第２の部分を露出し、
    前記二次元のイメージング・アレイの前記第２の部分の前記露出と少なくとも部分的に同時に、前記二次元のイメージング・アレイの前記第１の部分の信号を読み出す、
    ように構成される、システム。
12. 前記システムは、電子光学ブランキング・システムをさらに備え、
    前記電子光学偏向要素が位置の間にあるとき、前記システム・コントローラは、前記電子光学ブランキング・システムに、前記標本によって送信される前記電子をブランクさせるようにさらに構成される、請求項１１に記載のシステム。
13. 前記電子光学ブランキング・システムは、高速の静電電子光学ブランカである、請求項１２に記載のシステム。
14. 前記電子光学偏向要素は、高速の静電電子光学偏向器である、請求項１１に記載のシステム。
15. 前記システム・コントローラは、前記電子光学偏向要素に位置を変化させるのと同時に、前記電子ビーム偏向器に前記電子プローブ入射位置を変化させるようにさらに構成される、請求項１１に記載のシステム。
16. 前記電子ビーム偏向器は、高速のプローブ走査電子光学素子を備える、請求項１１に記載のシステム。
17. 前記システム・コントローラは、前記電子光学偏向要素のすべての変化より低い頻度で、前記電子光学偏向要素の位置を変化させるのと同時に、前記電子ビーム偏向器に、前記電子プローブ入射位置を変化させるようにさらに構成される、請求項１６に記載のシステム。
18. 前記イメージング・アレイの少なくとも１つの部分が、前記イメージング・アレイの他の部分の露出と少なくとも部分的に同時に読み出されるように、前記システム・コントローラは、前記電子光学偏向器に前記二次元のイメージング・アレイの追加の部分を露出させるようにさらに構成される、請求項１１に記載のシステム。
19. 前記イメージング・アレイは、前記電子エネルギー・スペクトルに直接露出される、又は、シンチレータを介して前記電子エネルギー・スペクトルの光イメージに露出される、請求項１１に記載のシステム。