電子線タイコグラフィーにおける多重散乱の効果を含めた位相再生法の開発

电子束叠层成像中包含多重散射效应的相位恢复方法的发展

基本信息

批准号：
21K04890
负责人：
三石和貴
金额：
$ 2.41万
依托单位：
National Institute for Materials Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04890/
关键词：
電子線タイコグラフィー位相回復電子顕微鏡 4DSTEM

项目摘要

本研究提案では再生方法の一つであるPIE(Ptychograhical Iterative Engine)を用いた位相再生において、物体が薄い多層から構成されるとして計算することで多重散乱の影響を取り込んだ位相再生方法を行い、多重散乱の影響が無視できない一般の試料でのタイコグラフィーによる位相再生の正当性を担保するとともに、通常のタイコグラフィー再生の適用範囲を明らかにすることを目的として研究を進める。今年度は昨年度から開発しているPIEのコードのMultislice再生の開発と多波動力学計算による厚い試料からの回折のシミュレーションデータからの位相回復のテストを実施し、実験データ取得の際の位相再生に必要な倍率、カメラ長、スキャン刻み、取得デフォーカスの組み合わせを検討した。PIEではプローブの照射範囲の重なりを位相再生の繰り返し計算の際の拘束条件として使用するため、回折図形を逆フーリエ変換して得られる実空間の範囲にプローブが収まっている必要がある。実験で用いるピクセル型高速STEM検出器のピクセル数とカメラ長はあまり変更の自由度が無いため、再生可能な倍率とデフォーカスのコンビネーションによって可能な組み合わせを決定した。　また、関連する成果として、開発を進めているタイコグラフィーのコード群の一部を使用し、ゼオライト触媒から得られた4次元データに対して、タイコグラフィーの位相再生法の一つであるWigner Distribution Deconvolution（WDD）法を用いて位相再生を行う事で、少ない電子線照射量で位相再生することが出来、これまで直接観察することが難しかった添加金属の直接観察に成功し論文に発表した他、4次元データを連続的に取得することで、位置毎の回折図形の時間変化を観察する手法を提案し、論文に発表した。

在本研究提案中，我们将使用重建方法之一的PIE（Ptychograhical Iterative Engine）进行相位重建，通过将对象计算为由薄多层组成并结合多重散射的影响。本研究的目的是。确保叠层相位重构对于不能忽略多重散射影响的一般样品的有效性，明确普通叠层相位重构的适用范围。本财年，我们将开发自去年以来一直在开发的 PIE 代码的多层再现，并将使用多波动力学计算对厚样品衍射模拟数据进行相位恢复测试。我们考虑了必要的放大倍率组合。、相机长度、扫描增量和采集散焦。在PIE中，探针照射范围的重叠被用作重复相位再生计算的约束条件，因此探针必须落在衍射图样逆傅里叶变换得到的实空间范围内。由于实验中使用的像素型高速 STEM 探测器的像素数量和相机长度没有太大的自由度，因此根据可再现放大倍率和散焦的组合确定了可能的组合。此外，作为相关结果，使用目前正在开发的部分叠印代码组，将叠印相再生方法之一的维格纳分布应用于从沸石催化剂获得的四维数据。通过使用反卷积（WDD）方法进行相再生，可以用少量的电子束照射进行相再生，并且我们成功地直接观察了以前难以直接观察的添加金属，并将其发表在一篇论文提出了一种通过连续获取四维数据来观察每个位置衍射图案随时间变化的方法，并发表在论文中。

项目成果

期刊论文数量（6）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

デフォーカスを活用した電子線効率の高いタイコグラフィー法の開発

利用散焦开发高电子束效率的叠印法

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
中澤克昭;三石和貴;佐川隆介
通讯作者：
佐川隆介

Development of temporal series 4D-STEM and application to relaxation time measurement

时间序列4D-STEM的开发及其在弛豫时间测量中的应用

DOI：
10.1093/jmicro/dfad006
发表时间：
2023
期刊：
Microscopy
影响因子：
1.8
作者：
Nakazawa Katsuaki;Mitsuishi Kazutaka
通讯作者：
Mitsuishi Kazutaka

Direct observation of Cu in high silica chabazite zeolite by electron ptychography

电子叠层照相法直接观察高硅菱沸石中的Cu

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kazutaka Mitsuishi;Katsuaki Nakazawa;Ryusuke Sagawa;Masahiko Shimizu;Hajime Matsumoto;Hisashi Shima & Takahiko Takewaki
通讯作者：
Hisashi Shima & Takahiko Takewaki

電子線タイコグラフィーによる環境関連材料の観察

使用电子束叠层成像技术观察环境相关材料