Solution of the inverse problem of restoring the signals from an electronic microscope in the backscattered electron mode on the class of bounded variation functions

Authors

  • N.A. Koshev
  • E.I. Rau
  • A.G. Yagola
  • N.A. Orlikovsky

Keywords:

microscopy
inverse problems
digital image processing
variation

Abstract

Due to the fast evolution of micro- and nanotechnology, diagnostic techniques and research methods devoted to study micro objects are rapidly developed. One of such methods is the tomography in the backscattered electron mode. The spatial resolution of electronic microscope signals can be improved by solving the inverse problem of reconstructing a signal specified by the properties of the specimen under study and the electron probe in use. A method of solving this problem on the class of bounded total variation functions and its numerical implementation are considered. This work was partially supported by the Russian Foundation for Basic Research (project no. 11-01-00040) and a partial support by Visby Program, Swedish Institute, Stockholm.

New computational technologies

Downloads

Published

2011-10-03

Issue

Vol. 12 (2011): Issue 3.

Section

Section 1. Numerical methods and applications

Author Biographies

N.A. Koshev

Penza State University of Architecture and Construction
• PhD Student

E.I. Rau

Lomonosov Moscow State University,
Faculty of Physics
• Professor

A.G. Yagola

Lomonosov Moscow State University,
Faculty of Physics
• Professor

N.A. Orlikovsky

Lomonosov Moscow State University,
Faculty of Physics
• PhD Student

References

  1. Nosker R.W. Scattering of highly focused kilovolt electron beams by solids // J. Appl. Phys. 1969. 40, N 4. 1872-1882.
  2. Wells O. Low-loss image for surface scanning electron microscope // Appl. Phys. Lett. 1971. 19. 232-235.
  3. Лукьянов Ф.А., Рау Э.И., Сеннов Р.А. Глубина пробега первичных электронов, размытие электронного пучка и пространственное разрешение в электронно-зондовых исследованиях // Изв. РАН. Сер. Физ. 2009. 73, N 4. 463-472.
  4. Konkol A., Booker G.R., Wilshaw P.R. Backscattered electron contrast on cross sections of interfaces and multilayers in scanning electron microscope // Ultramicroscopy. 1995. 58. 233-237.
  5. Гайдук И.М., Бородина И.Н., Тарасов В.К. Практический алгоритм вычета аппаратной функции при линейном профилировании методом преобразования, обратно свертке // Изв. АН СССР. Сер. Физ. 1990. 54, N 2. 332-337.
  6. Yano F., Nomura S. Deconvolution of scanning electron microscopy images // Scanning. 1993. 15. 19-24.
  7. Гостев А.В., Дицман С.А., Лукьянов Ф.А., Орликовский Н.А., Рау Э.И., Сеннов Р.А. Метод и аппаратура микротомографии в сканирующей электронной микроскопии // Приборы и техника эксперимента. 2010. N 4. 124-134.
  8. Александров А.Ф., Дицман С.А., Лукьянов Ф.А., Орликовский Н.А., Рау Э.И., Сеннов Р.А. Электронно-зондовая неразрушающая бесконтактная диагностика приборных структур микроэлектроники // Микроэлектроника. 2010. 39, N 5. 327-336.
  9. Зайцев С.И., Кошев Н.А., Лукьянов Ф.А., Рау Э.И., Якимов Е.Б. Прямое измерение диаметра и распределения плотности тока в кроссовере электронного зонда // Тр. XXIII Российской конференции по электронной микроскопии. Черноголовка: Богородский печатник, 2010. 103-104.
  10. Кошев Н.А., Лукьянов Ф.А., Рау Э.И., Сеннов Р.А., Ягола А.Г. Повышение пространственного разрешения в режиме отраженных электронов в сканирующей электронной микроскопии // Изв. РАН. Сер. Физ. 2011. 75, N 9. 1248-1251.
  11. Леонов А.С. О сходимости по полным вариациям регуляризующих алгоритмов решения некорректно поставленных задач // Журн. вычисл. матем. и матем. физ. 2007. 47, N 5. 767-783.
  12. Леонов А.С. Применение функций нескольких переменных с ограниченными вариациями для численного решения двумерных некорректных задач // Сиб. журн. вычисл. матем. 1999. 2, N 3. 257-270.
  13. Леонов А.С. Решение некорректно поставленных обратных задач. М.: Либроком, 2010.
  14. Тихонов А.Н., Арсенин В.Я. Методы решения некорректных задач. М.: Наука, 1979.
  15. Тихонов А.Н., Гончарский А.В., Степанов В.В., Ягола А.Г. Численные методы решения некорректных задач. М.: Наука, 1990.
  16. Тихонов А.Н., Леонов А.С., Ягола А.Г. Нелинейные некорректные задачи. М.: Наука, 1995.