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title: "PEEM：阈值与磁畴互动实验｜Sandbox Physics"
description: "PEEM 能把磁衬度和照明不均造成的明暗分开吗？校正好入射通量就能分开。"
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last_modified: "2026-10-27"
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E58 · 表面谱显微

# PEEM：阈值与磁畴

**PEEM 能把磁衬度和照明不均造成的明暗分开吗？** 校正好入射通量就能分开。一块区域发亮，也可能是成分或功函数不同造成的。每张图按监测到的通量归一化后，再拿左旋、右旋圆偏振光各拍一张来比：衬度跟着偏振一起反转，才是磁衬度。

照亮一块合成表面的整个视场，比较紫外功函数阈值、吸收谱，以及两种相反螺旋度拍出的图像。从存下的图像堆叠里提取区域谱，先校正入射通量，再解读磁性对比。

> 交互仿真：在浏览器中打开本页，即可调整参数并运行模型。

模型假设

这是紫外 PEEM 和次级电子产额 XAS / XMCD-PEEM 的教学模型，阴极像中继按理想的 18 keV 处理。本实验不做能量过滤的芯能级 XPS。8 微米见方的表面有两个假定的吸收共振和功函数，还有两种方向相反的磁性投影。两相共有一条收集产额亮带，用来模拟形貌带来的亮度。紫外产额按零温二次阈值规律计算；X 射线谱是假定的高斯共振，不是算出来的原子截面。两种螺旋度的图像堆叠都先做空间高斯模糊，再抽样得到探测计数；通量监视器读数是精确的教学值。负螺旋度图像一漂移，两张图就对不齐。换选区或换归一化，都沿用已存的计数。不对称图里的灰色像素，加权计数少于五。每张图像各用一套对数色标，不对称图用线性色标。0.2 微米的像素限制了空间采样。模型不求解静电场，不做材料校准，不考虑损伤和空间电荷，也不重建磁性矢量。

物理教程

## PEEM：阈值与磁畴

**背景** 光同时照亮一块合成表面的整个视场。你要比较紫外功函数阈值、吸收谱和两种相反螺旋度的图像，从存下的图像堆叠里提取区域谱，并且在解读磁性对比之前，先校正入射通量。

**为什么值得理解** 任务是测出一个磁畴的磁性对比：在相 A 共振处用磁圆二色模式，打开监视器归一化，选区放在左上畴里，不能跨过边界。图像位移不超过 0.05 微米，图像线宽不超过 0.3 微米，区域计数超过 1,000，计数误差低于 0.035。磁化方向要对准光子投影。通量校正修不了漂移。

先抓重点

- **核心问题**: PEEM 能把磁衬度和照明不均造成的明暗分开吗？
- **一句话直觉**: 化学对比、阈值对比和磁性对比，各自取决于不同的实验条件。先校正通量、看局部谱，再判断亮区是怎么来的。

### 核心数学模型

#### 紫外阈值附近的产额

$$
Y_{UV}\propto(h\nu-\Phi)_+^2
$$

这里假定零温、靠近阈值。图像亮度还取决于电子收集得好不好。

#### 按通量监视器归一化的强度

$$
I_\pm=\frac{C_\pm}{F_\pm}
$$

计数除以入射曝光，消掉了通量不等的影响；两张图的计数精度却仍然不一样。

#### 两种螺旋度的不对称

$$
A=\frac{I_+-I_-}{I_++I_-}
$$

在假定的响应下，这个比值测的是沿光束投影方向的二色性，得不出完整的磁性矢量。

### 常见难点

#### 亮度要靠模型解读

**容易误解** 哪里亮，一看就知道是什么让它亮。

**正确理解** 化学对比、阈值对比和磁性对比，各自取决于不同的实验条件。先校正通量、检查局部谱，再给亮区找物理原因。

### 动手实验

1. 01

   #### 预测假对比

   先看通量不等预设，再打开监视器归一化。

   **你会看到：** 照明不均会让原始比值整体偏移；归一化之后，上下两个磁畴重新显出相反符号。

2. 02

   #### 区分化学成分和阈值

   比较吸收预设和紫外预设，把选区移过化学边界。

   **你会看到：** 两相的共振位置不同，发射阈值也不同。两相共有的那条亮带，不是化学浓度图。

3. 03

   #### 检验磁性解释

   检查目标之前，先试试低计数、漂移和垂直磁性投影。

   **你会看到：** 噪声、图像错位，或者磁化在光束上的投影太小，都会让目标失败。

物理结论

看到亮区先别下结论：校正通量、查过局部谱，再判断它来自化学成分、功函数还是磁性。

场、流体与物质 · 入门路径

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先看懂电场、学会操控带电粒子，再算出电子的波长，用电子束观察晶体和表面。

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