Magnon diffuse scattering in scanning transmission electron microscopy
我们提出了一个理论和模拟的热漫散射由于激发的磁振子在扫描透射电子显微镜。计算表明，磁振子可以呈现原子的对比度时，检测到的电子能量损失谱使用原子大小的电子束。结果表明，体心立方铁在300 K时的磁振子漫散射强度比原子振动引起的热漫散射强度弱4个数量级。在声子和磁振子分散不重叠的能量范围内，单色扫描透射电子显微镜配备直接电子探测器的光谱预计将解决磁振子光谱签名。
2021-05-10 cond-mat.mtrl-sci
Dynamical theory of angle-resolved electron energy loss and gain spectroscopies of phonons and magnons in transmission electron microscopy including multiple scattering effects
提出一种计算透射电子显微镜中声子和磁振子角分辨电子能量损失和增益光谱的方法，基于电子束波函数的时间自相关推导分数散射强度，涵盖单次和多重散射及动力学衍射效应，且计算高效、易于并行化。
2024-06-28 cond-mat.mtrl-sci
Fast determination of thickness through scanning moiré fringe in scanning transmission electron microscopy
样品厚度是透射电子显微镜（TEM）成像中的一个重要参数，用于解释图像对比度和理解性能与微观结构之间的关系。在这项研究中，我们介绍了一种基于扫描莫尔条纹（SMF）的扫描透射电子显微镜（STEM）模式下确定厚度的方法。使用聚焦系列SMF成像可以在中等放大率下原位确定样品厚度，在很大程度上避免了光束损伤和污染。该方法为TEM成像中厚度的确定提供了一种快速方便的方法，特别适用于金属有机框架等束敏感材料。
2021-11-12 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Insights into radiation damage from atomic resolution scanning transmission electron microscopy imaging of mono-layer CuPcCl$_{16}$ films on graphene
迄今为止，单层有机晶体的原子分辨图像只能用扫描探针方法获得。一方面，它们通常在大块材料的表面上制备，这是无法通过（扫描）透射电子显微镜获得的。另一方面，单层有机晶体的临界电子剂量的数量级低于散装晶体，使（扫描）透射电子显微镜表征非常具有挑战性。在这项工作中，我们提出了一个原子分辨的研究单层CuPcCl \textsubscript{16}晶体下的电子束的动力学，以及通过低剂量电子显微镜获得的未损坏的分子的图像。结果显示了这种材料的2D层中的动力学和辐射损伤机制，补充了早期研究中对大块晶体的发现。此外，能够对未受损的分子晶体进行成像，可以表征由2D材料和有机分子组成的新复合材料。
2018-03-15 cond-mat.mtrl-sci
Voids and Mn-rich inclusions in a (Ga,Mn)As ferromagnetic semiconductor investigated by transmission electron microscopy
空隙相邻的立方（ZnS型）和六方（NiAs型）Mn丰富的纳米晶体的特征在于使用像差校正的透射电子显微镜退火Ga 0.995Mn 0.005 As磁性半导体样品的分子束外延生长。纳米束电子衍射测量表明，纳米晶体的晶格参数表现出偏离散装锰砷。原位退火内的电子显微镜是用来研究成核，聚结，和晶粒生长的个别纳米晶体。在903 K退火后，样品的磁转变温度可能是由立方铁磁纳米晶体的存在下占主导地位。
2011-01-08 cond-mat.mtrl-sci
A Fast Image Simulation Algorithm for Scanning Transmission Electron Microscopy
使用现有的模拟算法，以原子分辨率对具有现实尺寸的样品进行扫描透射电子显微镜的图像模拟可能需要非常大的计算时间。我们提出了一种新的算法命名为PRISM，结合了两个最常用的算法，布洛赫波和多切片方法的功能。PRISM使用傅立叶插值因子$f$，其对于原子分辨率模拟具有典型值4-20。我们表明，在许多情况下，PRISM可以提供一个加速，规模与$f^4$相比，多切片模拟，精度损失可以忽略不计。我们通过对无定形碳基底上的结晶纳米颗粒进行大规模扫描透射电子显微镜图像模拟来证明这种方法的有用性。
2017-04-21 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
A deep learning approach to identify local structures in atomic-resolution transmission electron microscopy images
记录原子分辨率的透射电子显微镜（TEM）图像正变得越来越常规。然后，一个新的瓶颈是分析这些信息，这通常涉及耗时的手动结构识别。我们开发了一种基于深度学习的算法，用于识别TEM图像中的局部结构，该算法对显微镜参数和噪声稳定。神经网络完全通过模拟训练，但能够对实验图像进行可靠的预测。我们将该方法应用于单层有缺陷的石墨烯，并在氧化物载体上的金属纳米颗粒。
2018-02-09 cond-mat.mtrl-sci
Fully automated primary particle size analysis of agglomerates on transmission electron microscopy images via artificial neural networks
University of Duisburg-Essen（杜伊斯堡-埃森大学）
有一个高的需求，全自动化的方法，用于分析的初级粒度分布的团聚体的透射电子显微镜图像。因此，一种新的方法，基于利用人工神经网络，提出，实现和验证。人工神经网络的训练需要大量（高达数十万）由具有已知尺寸的初级颗粒组成的团聚体的透射电子显微镜图像。由于手动评估这样大量的透射电子显微镜图像是不可行的，合成逼真的透射电子显微镜图像作为训练数据。所提出的方法可以与最先进的自动成像颗粒尺寸的方法，如霍夫变换，最终侵蚀和分水岭变换，在某些情况下，甚至能够优于这些方法。然而，它仍然优于手动分析。
2018-06-08 cond-mat.mtrl-sci cs.CV physics.ins-det
Depth, relaxation and temperature dependence of defect complexes in scanning transmission electron microscopy
我们提出了一种新的分析方法，用于扫描透射电子显微镜（STEM）的基础上的Voronoi细胞集成方法，以确定在ZnO中的InZn和VZn缺陷复合物的三维位置。使用最先进的仿真软件和硬件，我们提出了使用模拟图像上的迈克尔逊对比度的计算方法，以确定在实验设置中使用的最佳接收角。缺陷的位置，DFT松弛和冷却的样品到液氮温度的效果进行了研究。DFT松弛被证明是后果，以准确地确定三维位置的缺陷。松弛也被证明有一个显着的影响，在液氮温度下相邻的列。
2019-06-04 cond-mat.mtrl-sci
Object Wave Reconstruction by Phase-Plate Transmission Electron Microscopy
本文介绍了用位相板透射电子显微术重建物体出射波函数的振幅和相位的方法。所提出的方法可以被认为是同轴全息术，并需要三个图像，采取了不同的相移之间的非衍射和衍射电子引起的一个合适的相移设备。该方法适用于任意目标出射波函数和非线性成像。以模拟晶体物体的波函数和用离轴全息术获得的波函数为例，对该方法进行了验证。研究了噪声对波函数重构的影响。
2010-09-23 cond-mat.mtrl-sci
Quantifying transmission electron microscopy irradiation effects using two-dimensional materials
重要的透射电子显微镜仪器和能力的最新进展，使其不可或缺的原子尺度材料表征。与此同时，二维材料的可用性提供了理想的样品，其中每个原子或空位都可以解析。最近的研究还揭示了聚焦电子辐照的不同应用的新可能性：对结构甚至单个原子的受控操纵。评估这种方法的未来可能性的全方位需要一个精确的物理理解的能量低至15千电子伏的电子的相互作用，现在使用的（扫描）透射电子显微镜，成为可行的，由于在实验技术和理论模型的进步。我们总结了基于二维材料的最新结果的基础物理过程的当前知识的状态，重点是电子-物质相互作用的物理原理，而不是它导致的材料特定的辐射诱导的缺陷。
2019-12-04 cond-mat.mtrl-sci
Fundamentals and applications of aberration corrected high resolution transmission electron microscopy in materials science
International Center for Materials Science, Jawaharlal Nehru Centre for Advanced Scientific Research (JNCASR)（印度高级科学研究中心国际材料科学中心）
本文综述了 aberration corrected 高分辨率透射电子显微镜在材料结构表征中的基础原理与应用，涵盖像差校正、直接图像解释及相位对比成像等方法，探讨了其在原子尺度材料研究中的潜力。
2026-03-25 cond-mat.mtrl-sci
Efficient first principles simulation of electron scattering factors for transmission electron microscopy
电子显微镜是研究材料性质直至其原子结构的有力工具。在许多情况下，图像的定量解释需要基于原子结构模型的模拟。这些方法通常使用独立原子近似，忽略了成键效应，然而成键效应可能是可测量的，并且具有物理意义。由于所有的电子和核芯都对散射势有贡献，超出这种近似的模拟依赖于计算要求很高的全电子计算。在这里，我们描述了一种新的方法来产生从头计算静电势时，描述的核心电子的投影函数。结合定量图像模拟的接口，这种实现方式可以轻松快速地对电子显微镜图像进行建模。我们比较模拟的透射电子显微镜图像和衍射图案的实验数据，显示出相当于早期的全电子计算的精度在一个低得多的计算成本。
2018-10-29 cond-mat.mtrl-sci
Insights and alternative proposals on the phase retrieval in high resolution transmission electron microscopy
提出了一种直接从高分辨透射电子显微镜（HRTEM）记录的图像强度图中反演出射波函数（OEW）的重建方法。该方法是基于应用修改后的强度方程表示的HRTEM图像。比较讨论了现有的OEW重建方法，离轴电子全息和本建议。从MoS2、BN和ZnO的实验图像中提取的相移与理论参考值非常吻合。此外，还证明了衍射图样的傅里叶级数展开对于直接反演某种形式的孤立周期像函数是有效的。然而，对于非周期性对象信息，例如，缺陷、掺杂物、边缘等，第一种方法整体上起作用。
2021-02-28 cond-mat.mtrl-sci
Determination of incommensurate modulated structure in Bi2Sr1.6La0.4CuO6+δ by aberration-corrected transmission electron microscopy
用像差校正透射电子显微术结合高维空间描述研究了Bi_2Sr_（1.6）La_（0.4）CuO_（6 +δ）（BSLCO）中的无公度调制结构。分别对负Cs成像（NCSI）和被动Cs成像（PCSI）模式下的两幅图像进行去卷积。从两个相应的投影势图（PPM）中得到了与IMS相似的结果，但同时发现NCSI PPM中代表原子的点的尺寸小于PCSI PPM中的原子的尺寸。考虑到尺寸是影响精度的因素之一，基于从NCSI图像获得的PPM，结合HD空间描述，确定了BSLCO中所有非重叠原子的调制函数。
2012-09-06 cond-mat.mtrl-sci
Reconstruction of the interatomic forces from dynamic Scanning Transmission Electron Microscopy data
我们探讨的可能性，重建的生成物理模型描述原子单位之间的相互作用，从观测电子显微镜数据的固体。在这里，使用扫描透射电子显微镜（STEM）观察在连续电子束照射下单层石墨烯边缘的Si原子的动态运动。所得到的时间推移STEM图像表示所观察到的系统的化学状态的快照。我们使用两种方法：使用径向分布函数（RDF）和具有力匹配的石墨烯-Si原子间成对势的直接拟合进行平均力势（PMF）计算，以重建材料中的力场。这些研究奠定了定量分析的基础，从STEM数据，通过采样的亚稳态的化学空间的系统的材料能量学。
2021-01-31 cond-mat.mtrl-sci
Structural identification of cubic iron-oxide nanocrystal mixtures: X-ray powder diffraction versus quasi-kinematic transmission electron microscopy
两种新的（和专有的）战略的结构识别的一个单一的高分辨率（HR）的透射电子显微镜（TEM）图像或一个单一的旋进电子衍射图案的结构识别提出了他们的优势进行了讨论相比，从粉末X射线衍射图案的结构指纹。立方磁铁矿和磁赤铁矿纳米晶体的模拟作为例子。这是一个扩展和更新版本的会议文件，已发表在补充。程序TMS 2008年，第137届年度会议和展览，第1卷，材料加工和性能，页。25-32.
2008-04-01 cond-mat.mtrl-sci
The application of Graphene as a sample support in Transmission Electron Microscopy
透射电子显微镜在过去的几年里经历了迅猛的发展和爆发点分辨率。现代电子显微镜成像性能的提高将图像对比度和分辨率的瓶颈转移到样品制备上。因此，人们越来越意识到，只有优化当前的样品制备技术，才能实现电子显微镜的全部潜力。也许最公认的问题是背景信号和样品支持，样品充电和不稳定性贡献的噪音。石墨烯提供单原子厚度、极端物理稳定性、周期性结构和弹道导电性的支撑。随着越来越多的应用程序适应石墨烯，以他们的利益出现，我们讨论了使用石墨烯作为电子显微镜的样品支持所提供的独特能力。
2012-04-30 cond-mat.mtrl-sci physics.bio-ph
Visualizing quantum phenomena at complex oxide interfaces: an atomic view from scanning transmission electron microscopy
复杂氧化物界面是凝聚态物理和材料科学的研究热点之一。在过去的十年中，像差校正扫描透射电子显微镜和光谱学已被证明是非常宝贵的可视化和理解新兴的量子现象在接口。本文综述了近年来电子显微镜在界面探测方面的研究进展。具体来说，我们讨论了几个重要的挑战，电子显微镜，以提高我们对界面现象的理解，从变温，磁性，电子能量损失谱分析，电子对称性和缺陷探测的角度。
2021-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Transmission Electron Microscopy Studies on RF Sputtered Copper Ferrite Thin Films
在50W的功率下射频溅射铜铁氧体薄膜。将所沉积的膜在空气中在800°C下退火并缓慢冷却。用透射电子显微镜（TEM）对沉积态和缓冷态薄膜进行了研究。显着更大的缺陷浓度，包括堆垛层错，观察到在50 W的沉积膜比在200 W的更高的射频功率沉积的膜。在800°C下退火然后缓慢冷却的膜显示出不寻常的晶粒生长，对于约240nm的膜厚度，晶粒生长高达180nm。这些颗粒呈菊池型。
2010-12-28 cond-mat.mtrl-sci
A single-projection three-dimensional reconstruction algorithm for scanning transmission electron microscopy data
对三维纳米结构的兴趣增加，推动了能够在纳米级或纳米级以下三维成像的电子显微镜技术。我们提出了一种重建算法，作为输入的一个焦点系列的四维扫描透射电子显微镜（4D-STEM）数据。我们将该方法应用于铅铱酸盐，铅$_2$铱$_2$ O $_7$，钇稳定的氧化锆，Y $_{0.095}$ Zr $_{0.905}$ O $_2$，异质结构从数据采集与样品在一个单一的平面视图取向，沿光束方向堆叠的外延层。我们表明，Pb-Ir原子柱是可见的重建体积的最上层。我们比较这种方法的替代技术的深度切片使用微分相衬扫描透射电子显微镜（DPC-STEM）和多层重叠关联重建。
2022-02-17 cond-mat.mtrl-sci
Proximity Scanning Transmission Electron Microscopy/Spectroscopy
在这里，提出了一种新的显微镜方法，使用能量低于20 eV的电子束成像和表征非常薄的样品，如少层材料，有机分子和纳米或亚纳米分辨率的纳米结构。显微镜技术通过邻近（或近场）效应实现高分辨率，如扫描隧道显微镜（STM），同时它还允许检测透射电子用于成像和光谱学，如扫描透射电子显微镜（STEM）。这种近距离透射电子显微镜（PSTEM）不需要任何透镜来聚焦电子束。它还允许详细表征低能电子与材料的相互作用。PSTEM可以以非常类似于扫描隧道显微镜的方式操作，其提供样品表面的几何和电子结构的高分辨率成像。此外，它允许基于检测到的透射电子信号对样品的内部结构进行成像和表征。PSTEM包括一系列光谱学，解决材料中低能电子的传输和散射问题。因此，可以从测量中提取丰富的信息。PSTEM为研究薄材料提供了一种全新而强大的方法。这种方法有可能揭示新的薄材料分析方法和新的物理现象。
2016-01-05 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Phase-resolved imaging of edge-mode spin waves using scanning transmission x-ray microscopy
我们已经成像的小振幅自旋波本征模的激发，局部在$\sim$ 100 nm的纳米级镍$_{81}$铁$_{19}$椭圆的顶点，使用时间分辨扫描透射X射线显微镜（STXM）在2 GHz和分辨率为70 nm。利用埋层的STXM的灵敏度，我们发现，在两个顶点的磁化旋进的变化，从主要同相到异相的样品，并没有一个导电层沉积在椭圆。作为一个合理的解释，在相位反转，我们建议，意想不到的强奥斯特场产生的不连续的覆盖层，虽然不能完全排除边缘粗糙度的影响。结果表明，STXM的能力，以图像小振幅，GHz的磁化动力学与潜在的映射射频磁场的纳米尺度。
2016-10-02 cond-mat.mtrl-sci
Efficient nanoscale imaging of solid-state phase transitions by transmission electron microscopy demonstrated on vanadium dioxide nanoparticles
提出ADF-STEM作为高效无损纳米尺度工具监测固态相变，以二氧化钒纳米颗粒为例证明其通过低电子剂量实现清晰衬度成像，为快速大面积纳米尺度表征开辟前景。
2024-08-21 cond-mat.mtrl-sci
Quantitative magnetic information from reciprocal space maps in transmission electron microscopy
磁性材料表征中最具挑战性的问题之一是在纳米尺度上获得定量分析。在这里，我们描述了如何使用透射电子显微镜（TEM）的电磁圆二色性（EMCD）测量可以用于该目的，利用倒易空间映射。应用EMCD求和规则，得到了Fe的轨道自旋矩比为$m_L/m_S=0.08 \pm 0.01$，这与普遍接受的值是一致的.因此，我们建立EMCD作为一种定量元素的具体技术，磁性研究，使用广泛使用的仪器具有优越的空间分辨率。
2009-02-24 cond-mat.mtrl-sci
Direct imaging of local atomic structures in zeolite using novel low-dose scanning transmission electron microscopy
沸石由于其独特的多孔原子结构，已被用于工业应用，如催化剂、离子交换剂和分子筛。然而，通过电子显微镜直接观察沸石局部原子结构是困难的，这是由于它们对电子辐照的低抗性。随后，这些结构和它们的性质之间的基本关系仍然不清楚。一种新的低电子剂量成像技术，最佳明场扫描透射电子显微镜（OBF STEM）最近被开发出来。它重建的图像具有高的信噪比和剂量效率约两个数量级高于传统的方法。在此，我们对一种FAU型沸石进行了低剂量原子分辨率的OBF STEM观测，有效地可视化了其框架中的所有原子位点。此外，还直接表征了沸石中孪晶界面的复杂局部原子结构。本研究的结果有利于许多电子束敏感材料中局部原子结构的表征。
2023-01-11 cond-mat.mtrl-sci
Fast Simulation of Damage Diffusion Distribution in Scanning Transmission Electron Microscopy
针对扫描透射电子显微镜中电子束损伤扩散过程数值模拟计算量大的问题，本文提出一个结合高效数值计算、先进可视化和多线程技术的高性能C++框架，在保持准确性的同时实现了高效运行。
2025-06-30 cond-mat.mtrl-sci eess.SP
Characterization of Fe-N nano crystals and nitrogen-containing inclusions in (Ga,Fe)N thin films using transmission electron microscopy
纳米夹杂物填充氮，位于相邻的FenN（n = 3或4）纳米晶体内（Ga，Fe）N层，确定和其特征在于使用扫描透射电子显微镜（STEM）和电子能量损失谱（EELS）。高分辨率的STEM图像揭示了截断的Fe-N纳米晶体在其边界与含氮夹杂物。在电子显微镜上进行了可控电子束钻孔实验，在原位释放夹杂物中的氮气。单个夹杂物中氮的密度测得为1.4 ± 0.3 g/cm 3。这些观察结果为（Ga，Fe）N层中过剩氮的位置提供了解释，该过剩氮在生长期间通过FenN（n> 1）纳米晶体的成核而释放。
2013-07-30 cond-mat.mtrl-sci
Phase imaging in scanning transmission electron microscopy using bright-field balanced divergency method
本文提出一种基于明场平衡发散法的扫描透射电子显微镜相位成像机制，利用不同散射角度透射盘的互补强度变化，实现从原子分辨率到纳米尺度的高效、稳健相位成像，并成功用于FeGe磁相表征。
2023-07-03 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det physics.optics
Graphene as a transparent conductive support for studying biological molecules by transmission electron microscopy
我们展示了石墨烯作为在透射电子显微镜（TEM）中对单个生物分子成像的支撑物的应用。一个简单的程序来生产独立的石墨烯膜已被设计。这种膜非常坚固，几乎可以支撑任何亚微米物体。烟草花叶病毒已经沉积在石墨烯样品上并在TEM中观察。即使没有应用染色，也实现了高对比度。
2010-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thin-film based phase plates for transmission electron microscopy fabricated from metallic glasses
薄膜基相位片是透射电子显微镜（TEM）中增强弱相位物体对比度的常用工具。薄膜通常由非晶碳组成，在强电子束照射下，非晶碳会迅速退化。最近的研究集中在寻找具有改进的材料稳定性的替代材料。本工作提出了基于薄膜的相位板制造的金属玻璃合金，其特征在于高导电性和非晶结构。制备了锆基合金Zr 65.0 Al 7.5 Cu 27.5（ZAC）的薄膜，并对其相移特性进行了测试。ZAC合金膜的研究，通过不同的TEM技术，揭示了一系列有益的特性。特别有利的是非弹性等离子体激元散射的小概率，这有望改善相衬TEM中基于薄膜的相板的性能。
2015-10-13 cond-mat.mtrl-sci
Rendering graphene supports hydrophilic with non-covalent aromatic functionalization for transmission electron microscopy
无定形碳膜已被常规用于增强冷冻水合透射电子显微镜（TEM）样品的制备，无论是在保留蛋白质浓度，提供机械稳定性或消散样品电荷。然而，来自无定形碳载体的强背景信号阻碍了样品的背景信号，并且无定形碳膜的绝缘性质排除了分散电荷的任何效率。石墨烯解决了无定形碳的局限性。石墨烯是一种晶体材料，几乎没有相位或振幅对比度，具有无与伦比的高载流子迁移率。然而，石墨烯的疏水特性阻碍了其在Cryo-TEM中的常规应用。这封信报告了一种使石墨烯TEM支持物亲水的方法-一种基于非共价芳族官能化保持石墨烯结构和电学性质的方便方法。
2014-03-27 cond-mat.mtrl-sci physics.bio-ph
Quantitative strain-field measurement of 1:1 B-site cation ordered domains and antiphase boundaries in Pb(Sc1/2Ta1/2)O3 ceramics by high-resolution transmission electron microscopy
用高分辨透射电子显微镜和几何相分析对高度有序的Pb（Sc_（1/2）Ta_（1/2））O_3陶瓷中的1：1 B位阳离子有序畴、反相界和位错进行了定量应变测量。通过反相边界确定了两个相邻有序畴之间PI的相移。位错引起的最大面内应变和晶格旋转分别为9.5%和5.4度。在无缺陷的反相界中，最大面内应变和晶格旋转分别为1.8%和0.9度。应变主要集中在反相界面内。
2009-02-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Interpretable and efficient contrast in scanning transmission electron microscopy with a diffraction grating beamsplitter
生物分子、二维材料和电磁场的有效成像取决于透射电子相位的恢复。我们展示了一种方法来测量相位扫描透射电子显微镜使用纳米制造的衍射光栅，以产生多个探测光束。测量的相位比没有离轴参考波的相衬扫描透射电子显微镜技术更可解释，并且分辨率可以超过离轴电子全息术。我们将此技术应用于纳米粒子、碳基底和电场的成像。实验中观察到的对比度与模拟中预测的对比度一致。
2018-07-28 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det physics.optics
Quantitative structure determination from experimental four-dimensional scanning transmission electron microscopy via the scattering matrix
本文进一步发展了散射矩阵方法，以解决厚样品四维扫描透射电子显微镜数据中多重散射不可忽略的结构确定问题，通过模拟改进了对部分空间相干性、探针离焦和暗场信息的处理，成功重建了SrTiO$_3$晶体静电势并与预期结构定量吻合。
2025-06-26 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Deep-Learning-Based Image Segmentation Integrated with Optical Microscopy for Automatically Searching for Two-Dimensional Materials
深度学习算法可以基于高维分层图像特征实现精确的图像识别。在这里，我们报告了自主机器人系统中基于深度学习的图像分割算法的开发和实现，以搜索二维（2D）材料。我们基于Mask-RCNN对2D材料（石墨烯，hBN，MoS 2和WTe 2）的注释光学显微镜图像进行了神经网络训练。推理算法在1024 x 1024 px 2光学显微镜图像上运行200 ms，从而实现了2D材料的实时检测。检测过程对显微镜条件的变化是鲁棒的，例如照明和色彩平衡，这避免了传统的基于规则的检测算法所需的参数调整过程。将该算法与电动光学显微镜相结合，可以实现2D材料的自动搜索和编目。这一发展将使研究人员能够简单地通过剥离和运行自动搜索过程来利用无限量的2D材料。
2019-10-28 cond-mat.mtrl-sci eess.IV
Study of SARS-CoV-2 Spike Protein by Surface Enhanced Raman Spectroscopy and Transmission Electron Microscopy
本研究结合TEM和SERS技术分析了SARS-CoV-2刺突蛋白的结构，检测到特征拉曼光谱并观察到周期性二维晶格，为开发基于SERS的诊断探测器提供了转化价值。
2025-01-28 cond-mat.mtrl-sci physics.bio-ph
Ultrafast electron energy-loss spectroscopy in transmission electron microscopy
在寻求材料结构和功能的动态多模态探测时，能够使用元素特定的电子和结构敏感工具（如电子能量损失谱（EELS））量化原子和纳米尺度上的化学状态至关重要。超快EELF，在透射电子显微镜中具有组合的能量、时间和空间分辨率，最近使光激发纳米结构演化和渐逝电磁场映射的变革性研究成为可能。本文旨在描述这一新兴领域的最先进的实验技术及其主要用途和未来的应用。
2019-09-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.app-ph
Probing electron beam induced transformations on a single defect level via automated scanning transmission electron microscopy
基于深度卷积神经网络的集成学习和迭代训练（ELIT）的扫描透射电子显微镜（STEM）数据流实时分析的鲁棒方法在操作显微镜上实现，通过STEM中的自动化实验探索电子束照射下特定原子配置的动态。结合光束控制，这种方法允许在全自动模式下研究选定原子团和化学键的光束效应。在这里，我们展示了过渡金属二硫属化物中单空位线的原子精确工程以及拓扑缺陷石墨烯的创建和识别。基于ELIT的方法为STEM数据的直接实时分析开辟了道路，并为探测电子束化学，原子操作和原子组装提供了实时反馈方案。
2022-07-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Eigenstructure Analysis of Bloch Wave and Multislice Formulations for Dynamical Scattering in Transmission Electron Microscopy
Technical University Berlin（柏林工业大学）；Louisiana State University（路易斯安那州立大学）
本文提出通过传输矩阵与Bloch波散射矩阵的本征结构比较，揭示两者等价性并用于估计平均内势能。
2025-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Investigation of quantum-dimensional structure parameters by X-ray optical, scanning tunneling and transmission electron microscopy
本文介绍了双波长X射线反射法在Ge/Si（001）异质结构探测中的应用
2013-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Local hard and soft pinning of 180$^\circ$ domain walls in BaTiO$_3$ probed by in situ transmission electron microscopy
我们报道了在透射电子显微镜（TEM）中使用原位电偏置的BaTiO $_3$中的180度纳米畴壁的电场响应。样品偏置在设计用于可靠测试的微型器件上，其关键属性通过有限元计算确认。在室温下，弱电荷锯齿形畴壁的存在是由于器件的几何约束。在所施加的电场下的畴壁的运动允许提取局部P-E环，其中观察到分别为硬铁电体和软铁电体的特征的深和随机能量势分布中的不同畴壁钉扎。硬畴壁钉扎导致“硬”铁电体典型的不对称回路，而软畴壁钉扎遵循类瑞利行为。所有的效果都是局部测量的，直接从成像的域结构。
2020-11-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Noise2Void for Denoising Atomic Resolution Scanning Transmission Electron Microscopy Images
Department of Materials, University of Manchester（曼彻斯特大学材料系）；National Graphene Institute, University of Manchester（曼彻斯特大学国家石墨烯研究所）；Department of Physics and Astronomy, University of Manchester（曼彻斯特大学物理与天文学系）
Noise2Void技术有效去噪原子分辨率STEM图像，提升金原子和石墨烯晶格的可见性，优于总变分和高斯模糊方法，且无需人工干预和先验知识。
2026-01-12 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Cepstral Scanning Transmission Electron Microscopy Imaging of Severe Lattice Distortions
使用快速探测器的四维（4D）扫描透射电子显微镜（STEM）的发展为解决电子成像中的一些长期挑战开辟了新的途径。这些挑战之一是如何成像严重扭曲的晶格，如在位错核心。在这里，我们介绍了一种新的4D-STEM技术，称为倒谱STEM，使用电子漫散射成像无序晶体。局部波动的漫散射捕获扫描电子纳米衍射（SEND）使用相干探针。利用倒谱分析检测电子漫散射中的谐波信号，并用于成像。通过将倒谱分析与4D-STEM相结合，我们证明了关于电子散射势的畸变部分的信息可以在nm的空间分辨率下分离和成像。我们应用我们的技术来分析的位错核心的SiGe和晶格畸变的高熵合金。
2021-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Automated Grain Boundary (GB) Segmentation and Microstructural Analysis in 347H Stainless Steel Using Deep Learning and Multimodal Microscopy
Pacific Northwest National Laboratory（太平洋西北国家实验室）；National Energy Technology Laboratory（国家能源技术实验室）；NETL Support Contractor（NETL支持承包商）
本研究利用SEM图像与EBSD标签训练CNN模型，实现347H不锈钢晶界自动分割，并通过拓扑信息改善网络连通性，最终准确预测晶粒形态分布。
2023-05-12 cond-mat.mtrl-sci cs.CV eess.IV
Dynamic and Static Transmission Electron Microscopy Studies on Structural Evaluation of Au nano islands on Si (100) Surface
用透射电子显微镜（TEM）研究了沉积在Si（100）上的金纳米结构在不同真空条件下退火后的形貌变化。采用热蒸发法在高真空条件下（Au/Si界面有自然氧化物）沉积了厚度约为2.0 nm的Au薄膜。原位高温（从室温（RT）到850 \degreeC）实时TEM测量显示了金纳米颗粒进入矩形/正方形硅化金结构的评估。这归因于自然氧化层的选择性热分解。在850 \degreeC的低真空（10-2毫巴）中的非原位退火显示没有纳米硅化金结构的生长。在低真空退火条件下，氧化物的产生可能是占主导地位的氧化物层的分解，导致在Au和Si之间形成阻挡层。
2012-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fast Pixelated Detectors in Scanning Transmission Electron Microscopy. Part I: Data Acquisition, Live Processing and Storage
快速像素化检测器和直接电子检测技术的使用正在彻底改变扫描透射电子显微镜（STEM）的许多方面。这些新技术的广泛采用受到与之相关的技术挑战的阻碍。这些问题包括与硬件控制有关的问题，以及从这些探测器获取、实时处理和可视化以及存储数据的问题。我们讨论了这些问题，并提出了软件解决方案，以期使新的探测器在STEM的背景下更容易获得的好处。在整个过程中，我们提供的技术应用的例子，使用来自Medipix 3直接电子探测器的数据。我们的大多数软件都是在开源许可证下提供的，允许实现算法的透明度，并允许社区自由使用和进一步改进它们。
2020-06-09 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Variation of charge/orbital ordering in layered manganites Pr1-xCa1+xMnO4 investigated by transmission electron microscopy
用透射电子显微镜系统地研究了单层锰氧化物Pr_（1-x）Ca_（1 + x）MnO_4的电荷/轨道有序（CO/OO）结构特征。电子衍射图案以及暗场图像的分析表明，CO/OO显示出显着的不对称行为的空穴掺杂x偏离x = 0.5。在上空穴掺杂（x > 0.5）晶体中，调制波数随x的增大而线性减小，而在下空穴掺杂（x < 0.5）晶体中，调制波数随x的增大而减小。在0.35 < x < 0.5和x = 0.65中观察到温度诱导的无限-相称交叉。CO/OO的相关长度在x = 0.3时比x > 0.3时变短。
2007-03-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantifying the Performance of a Hybrid Pixel Detector with GaAs:Cr Sensor for Transmission Electron Microscopy
混合像素探测器（HPD）已被证明是非常有效的基于衍射和时间分辨的研究在透射电子显微镜，但其性能受到限制的事实，即高能电子在其厚硅传感器长距离散射。与单片有源像素传感器（MAPS）相比，HPD的优点在于它们的传感器不需要由Si制造。我们比较了Medipix 3 HPD与Si传感器和GaAs：Cr传感器在60 - 300 keV能量范围内使用初级电子的性能。测量和计算了探测器的调制传递函数（MTF）和探测量子效率（DQE），结果表明GaAs：Cr器件对高能电子的探测性能明显优于Si器件。
2020-09-30 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Approaches to modelling irradiation-induced processes in transmission electron microscopy
高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）的最新进展，使原位观察电子辐照引起的纳米结构转变和化学反应成为可能。在这篇文章中，我们简要地总结了实验观察，并详细讨论了原子模型的辐射诱导过程中的HRTEM，以及这种过程的机制，承认由于建模。精确的分子动力学（MD）技术的基础上的第一性原理或紧束缚模型的单次辐照诱导的事件的分析，经典的MD模拟相结合的动力学蒙特卡罗算法来模拟纳米材料的连续辐照。已经表明，硫封端的石墨烯纳米带作为辐射选择性化学反应的结果在碳纳米管内部形成。在高分辨透射电子显微镜中模拟了电子连续辐照石墨烯薄片形成富勒烯的过程，并分析了这种转变的驱动机制。
2013-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Study of point spread in aberration-corrected high-resolution transmission electron microscopy
对于定量电子显微镜，高精度的位置信息是必要的，使得除了足够的分辨率和足够强的原子对比度之外，还需要在结构图像中代表原子的峰的小宽度。当点分辨率达到亚埃量级时，峰的大小由仪器的点扩展（PS）和原子的点扩展决定，因此仪器的PS与原子的PS相当。本文利用动态图像模拟方法研究了铯原子负成像（NCSI）和铯原子正成像（PCSI）模式下PS与原子序数、样品厚度和球差系数的关系。通过比较不同厚度和不同球差值下的峰宽，发现NCSI模式优于PCSI模式，因为结构图像中的峰宽较小。
2012-09-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Extended Depth of Field for High Resolution Scanning Transmission Electron Microscopy
像差校正扫描透射电子显微镜（STEM）提供亚埃的横向分辨率;然而，大的会聚角大大降低了景深。对于具有小景深的显微镜，焦平面之外的信息很快变得模糊且不太明确。可能无法完全聚焦成像某些样本。然而，扩展的景深技术允许从聚焦在一定深度范围的一系列图像中提取所有区域都聚焦的单个图像。近年来，各种算法方法已被用于明场光学显微镜。在这里，我们证明了一些已建立的光学显微镜方法也可以应用于扩展100 kV 5阶像差校正STEM（alpha_max = 33 mrad）的~6 nm焦深，以对厚硫化碳载体上的Pt-Co纳米颗粒进行成像。这些技术使我们能够自动获得一个单一的图像，所有的颗粒在焦点以及一个互补的地形图。
2010-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
