Back to Blog
Gas TEM timing & dose planner: aligning gas changes with image acquisition
Workflows & Data 2026. 10. 08 · —

Gas TEM timing & dose planner: aligning gas changes with image acquisitionGas TEM 가스 전환·선량 계획기: 가스 변화와 촬영 시점을 함께 설계하기

Compare gas arrival, image acquisition and beam blanking on one timeline. A practical guide to response calibration, incident fluence and sharing an experimental schedule.가스 도착·촬영 시점·빔 차단을 한 시간축에서 비교하세요. 측정한 응답으로 보정하고 촬영 일정을 내보낼 수 있습니다.

Gas TEMin situbeam blankingexperiment planning

Three timelines, one experiment

A Gas TEM experiment involves the gas-switch command, the changing environment at the specimen, and the periods when the electron beam is on. AEML’s Gas TEM timing & dose planner brings these together so that acquisition conditions can be compared before an experiment.

The gas-response plot shows the valve setting, modeled composition at the specimen and exposure windows. A second plot compares cumulative incident fluence under the selected imaging schedule with continuous illumination. Adjusting a parameter updates both plots, making it easier to ask: when should recording begin, how frequently should images be acquired, and what changes if the beam is blanked between frames?

Open the Gas TEM planner →

Start with a comparison

The three example scenarios—Beam always on, Blank between frames and Short gas pulse—provide a starting point. Compare the gas trajectory, the acquisition windows and the cumulative fluence, then replace the example values with your planned conditions.

  1. Set the gas response. Enter the initial and target compositions, transport delay and mixing time constant. Choose a sustained change or a finite pulse.
  2. Set acquisition timing. Specify the observation duration, first exposure, exposure time and frame interval. The timeline shows how these windows overlap the modeled gas transition.
  3. Set the beam conditions. Enter incident current and the illuminated width and height, then compare continuous irradiation with blanking between frames.

The illuminated area is the area reached by the beam; it may differ from the camera field of view. The planner reports incident electrons per unit area, so this input matters when comparing schedules.

Replace the example response with measurements

The calibration section accepts the times at which a measured step response reaches 10% and 90% of its total change. It estimates a delay and mixing time constant for the planner’s simplified response model. Compare the result with the full measured trace before using it to choose acquisition timing.

An outlet measurement and the response at the specimen can have different delays. Calibration should reflect the observation conditions and measurement location; changes in flow, pressure or temperature may require a new response estimate.

Keep the conditions with the schedule

Use Copy settings link to create a link containing the current inputs. A collaborator can open it to review the same plan. Frame schedule CSV exports complete-frame start and end times, the modeled gas fraction averaged over each exposure, cumulative incident fluence and the input conditions. Calculations run in the browser.

The default conditions illustrate the comparison: 50 pA incident current, a 500 × 500 nm illuminated area, a 120 s observation window, and 1 s exposures every 10 s. This schedules 12 complete frames. With ideal blanking between frames, the calculated incident fluence is 90% lower than under continuous illumination over the same window. These are example calculations, not a measured reduction in specimen damage.

What the comparison means

The tool uses a delayed mixing model and assumes uniform rectangular illumination with ideal beam blanking. It helps compare timing and incident fluence under those assumptions. Material-specific reaction kinetics, adsorption, prior irradiation and beam-induced chemistry require experimental evidence beyond this model.

Use it to make acquisition choices explicit and record comparable conditions. The model assumptions and calculation details are available below the interactive plots.

Open the planner and try your conditions →

가스, 촬영, 전자빔을 한 시간축에

Gas TEM 실험에서는 가스 전환 명령, 시료 주변의 기체 조성 변화, 전자빔을 조사하는 구간을 함께 고려해야 합니다. AEML의 Gas TEM 가스 전환·선량 계획기는 이 세 가지를 한 화면에서 비교하며 실험 조건을 설계하는 도구입니다.

가스 응답 그래프에는 밸브 설정, 시료 위치의 조성 모델값, 각 프레임의 촬영 구간이 표시됩니다. 누적 선량 그래프에서는 설정한 촬영 일정과 연속 조사 조건을 비교할 수 있습니다. 입력값을 바꾸면 그래프가 함께 갱신되므로, 촬영을 언제 시작할지, 얼마나 자주 기록할지, 프레임 사이에 빔을 차단하면 무엇이 달라지는지 살펴볼 수 있습니다.

Gas TEM 계획기 열기 →

예시 조건을 비교하며 시작하기

먼저 빔 계속 조사, 촬영 사이 빔 차단, 짧은 가스 펄스의 세 가지 예시를 비교해 보세요. 가스 응답 곡선과 촬영 구간, 누적 선량의 차이를 확인한 뒤 실제로 계획하는 실험 조건을 입력하면 됩니다.

  1. 가스 응답을 설정합니다. 초기·목표 조성, 수송 지연 시간, 혼합 시간상수를 입력하고 지속적인 전환 또는 유한한 가스 펄스를 선택합니다.
  2. 촬영 일정을 정합니다. 전체 관찰 시간, 촬영 시작 시점, 노출 시간과 프레임 간격을 설정합니다. 촬영 구간이 가스 변화의 어느 시점과 겹치는지 시간축에서 확인합니다.
  3. 전자빔 조건을 입력합니다. 입사 전류와 조사 영역의 가로·세로 크기를 넣고, 연속 조사와 촬영 사이 빔 차단을 비교합니다.

조사 면적은 전자빔이 실제로 도달하는 영역이며 카메라 시야와 다를 수 있습니다. 이 도구는 단위 면적당 입사 전자 수를 계산하므로, 촬영 일정을 비교할 때 이 입력값을 함께 확인해야 합니다.

측정한 가스 응답으로 보정하기

보정 기능에는 측정한 계단 응답이 전체 변화량의 10%와 90%에 도달한 시간을 입력합니다. 도구는 이 두 시점에서 단순 응답 모델의 지연 시간과 혼합 시간상수를 추정합니다. 추정 결과를 전체 측정 곡선과 비교한 뒤 촬영 시점을 정하는 데 활용하세요.

출구에서 측정한 신호와 시료 위치의 가스 응답은 지연 시간이 다를 수 있습니다. 보정값은 관찰 조건과 측정 위치를 고려해 사용해야 하며, 유량·압력·온도가 달라지면 응답을 다시 확인하는 것이 좋습니다.

촬영 일정과 조건을 함께 남기기

설정 공유 링크 복사를 누르면 현재 입력값을 담은 링크를 만들 수 있습니다. 공동연구자가 같은 조건을 열어 촬영 계획을 검토할 때 유용합니다. 촬영 일정 CSV에는 완전한 프레임의 시작·끝 시점, 노출 구간의 평균 기체 조성 모델값, 누적 입사 선량과 입력 조건이 함께 저장됩니다. 계산은 브라우저 안에서 실행됩니다.

기본 예시는 입사 전류 50 pA, 조사 영역 500 × 500 nm, 관찰 시간 120초, 10초 간격의 1초 노출입니다. 이 조건에서는 완전한 프레임 12개를 촬영하며, 프레임 사이에 이상적인 빔 차단이 작동하면 같은 관찰 시간 동안의 연속 조사보다 계산된 입사 선량이 90% 줄어듭니다. 설명용 조건에서 얻은 계산 결과이며, 실제 시료의 손상 감소율을 측정한 값은 아닙니다.

비교 결과를 해석하는 범위

계획기는 수송 지연과 혼합을 단순화하고, 직사각형 영역에 균일한 전자빔이 조사되며 빔 차단이 이상적으로 작동한다고 가정합니다. 이 범위에서 촬영 시점과 입사 선량을 비교할 수 있습니다. 소재별 반응 속도, 흡착, 이전 조사 이력과 빔 유도 화학 반응은 추가 실험 근거와 함께 해석해야 합니다.

실험 전에는 촬영 조건의 차이를 확인하고, 실험 후에는 비교에 사용한 조건을 함께 기록하는 데 활용해 보세요. 상세한 모델 가정과 계산 방식은 계획기 그래프 아래에서 확인할 수 있습니다.

계획기를 열고 실험 조건을 비교해 보세요 →

Comments