Three-dimensional Coherent X-ray Diffraction Imaging via Deep Convolutional Neural Networks
相位恢复作为相干X射线衍射成像（CDI）的重要组成部分，在X射线结构科学中得到了广泛的应用。尽管满足了Sayre和Shannon的所有过采样要求，但当前的相位恢复方法仍然难以在存在噪声的情况下实现实验数据的唯一反演。在这里，我们建议通过结合3D机器学习（ML）模型来克服这一限制，该模型将（可选的）监督学习与迁移学习相结合。经过训练的ML模型可以快速提供具有高精度的即时结果，这可以有利于实时实验，并且预测结果可以通过迁移学习进一步细化。更重要的是，所提出的ML模型可以在没有任何先前训练的情况下使用，以仅基于适当的“损失函数”的最小化来学习图像的缺失相位。我们表现出显着改善的性能与实验布拉格CDI数据比传统的迭代相位恢复算法。
2021-10-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci eess.IV
AutoPhaseNN: Unsupervised Physics-aware Deep Learning of 3D Nanoscale Bragg Coherent Diffraction Imaging
Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）
相位恢复的问题，或从单独测量的强度丢失的相位信息的算法恢复，是从天文学到纳米级成像的各种成像方法的基础。传统的相位恢复方法本质上是迭代的，因此计算量大且耗时。最近，已经开发了深度学习（DL）模型，以提供迭代相位检索的学习先验，或者在某些情况下，用学习仅从测量强度恢复丢失的相位信息的网络完全取代相位检索。然而，这样的模型需要大量的标记数据，这些数据只能通过模拟或对数百甚至数千个实验数据集执行计算上禁止的相位检索来获得。使用3D纳米级X射线成像模式（布拉格相干衍射成像或BCDI）作为代表性技术，我们展示了AutoPhaseNN，这是一种基于DL的方法，可以在没有标记数据的情况下学习解决相位问题。通过在训练过程中将成像技术的物理特性纳入DL模型，AutoPhaseNN可以在Single Shot中学习将3D BCDI数据从倒易空间反转到真实空间，而无需显示真实空间图像。一旦经过训练，AutoPhaseNN比传统的迭代相位恢复方法快100倍，同时提供相当的图像质量。
2022-04-04 cond-mat.mtrl-sci cs.AI cs.CV
Electron diffraction covering a wide angular range from Bragg diffraction to small-angle diffraction
我们构造了一个电子光学系统，通过调节中间透镜中的电流来关闭物镜，以研究布拉格衍射（晶格平面，$10^{-2}$ - $10^{-3}$ rad）。交叉位于选定区域的孔径平面上。因此，暗场成像可以通过使用选定区域孔径来选择布拉格衍射点来执行。相机长度可以控制在0.8至4米的范围内，而不会激发物镜。此外，我们还可以观察到弱激发条件下电子衍射的磁场依赖性。用于布拉格衍射的衍射模式可以容易地切换到具有大于100 m的相机长度的小角度电子衍射模式。我们提出这种实验方法来获取电子衍射图案，描绘了从10 $^{-2}$到10 $^{-7}$ rad的广泛的角度范围。该方法被应用于分析三种不同磁性材料的磁性微结构，BaFe $_{10.35}$ Sc $_{1.6}$ Mg $_{0.05}$ O $_{19}$的单轴磁结构，Ni-Mn-Ga合金的马氏体，以及Ba $_{0.5}$ Sr $_{1.5}$ Zn $_{2}$ Fe $_{12}$ O $_{22}$的螺旋磁结构。
2019-11-05 cond-mat.mtrl-sci
Electron diffraction analysis of individual single-walled carbon nanotubes
我们提出了一个详细的单壁碳纳米管的电子衍射研究。一种新的样品制备方法提供了良好的分离，长和直的个人单壳纳米管。衍射实验在60 kV下进行，低于碳纳米管中的撞击损伤阈值。我们描述的实验参数，允许单管电子衍射实验与广泛使用的热发射透射电子显微镜。此外，我们回顾了这些对象的衍射图案的模拟。
2005-08-14 cond-mat.mtrl-sci
Local thickness and composition measurements from scanning convergent-beam electron diffraction of a binary non-crystalline material obtained by a pixelated detector
我们通过衍射测量了SiO2基玻璃材料的局部成分和厚度。通过使用四维扫描透射电子显微镜（4D-STEM），我们得到了在每个扫描点的衍射。通过与模拟衍射图样的比较，我们尝试测量局部成分和厚度。虽然这种方法需要一些限制，这种方法测量的局部组成和厚度与1/10或更少的电子剂量的EELS。
2020-05-19 cond-mat.mtrl-sci
sim-trhepd-rheed -- Open-source simulator of total-reflection high-energy positron diffraction (TRHEPD) and reflection high-energy electron diffraction (RHEED)
本文报道了一个开源的全反射高能正电子衍射（TRHEPD）和反射高能电子衍射（RHEED）实验模拟器SIM-TRHEPD-RHEED（STR），该模拟器用于材料原子尺度表面结构的测定。STR模拟器用于分析实验衍射数据，通过求解正电子或电子波函数的动力学量子衍射理论的偏微分方程来模拟来自给定试表面结构的摇摆曲线。使用所获得的表面结构，可以通过第一性原理计算来评估电子结构和其他物理量。为此，还开发了一个实用软件，以便使用Quantum ESTEGO套件实现第一性原理计算。
2022-04-24 cond-mat.mtrl-sci
Structural information extracted from the diffraction of XFEL fs-pulses in a crystal
我们提出了一种从X射线自由电子激光装置的fs脉冲衍射中提取相位恢复过程的补充信息的方法的理论依据。该方法是基于数值模拟的电子密度的动力学在由不同的原子在晶胞，即一个双原子晶体包含重和轻原子的晶体。结果表明，通过不同的XFEL脉冲参数值测量的衍射强度的评价，使找到两种类型的原子和它们的相对相位的结构因子的绝对值。结构信息的准确性进行了讨论的波动的评价原子散射因子。我们的方法可能是重要的相位恢复方法的改进，相对于一个更有效的测定大分子的晶胞内的原子位置。
2015-02-13 cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph
Surface structure of Bi2Se3(111) determined by low-energy electron diffraction and surface X-ray diffraction
通过低能电子衍射和室温下的表面X射线衍射确定了拓扑绝缘体Bi_2Se_3的表面结构。这两种方法都表明，晶体是由一个完整的五重层终止。具体而言，排除了通过铋双层的替代终止。通过这两种技术得到的表面弛豫是在良好的协议彼此，发现是小的。这包括前两个五重层之间的范德华能隙的弛豫。
2013-06-14 cond-mat.mtrl-sci
Electron diffraction based techniques in scanning electron microscopy of bulk materials
综述了基于扫描电子显微镜衍射的电子沟道花样（ECP）、电子沟道衬度成像（ECCI）和电子背散射衍射（EBSD）三种技术。动态衍射理论被用来描述电子沟道的物理过程，因此在位错的ECP（和EBSD）和ECCI图像中观察到的对比度。计算沟道对比度的模型进行了描述和讨论其局限性。给出了实验方法的实用性，包括探测器-样品配置、空间分辨率和灵敏度。例子给出了使用ECCI的成像和表征晶格缺陷，单独和组，在半导体异质结构和疲劳金属。给出了EBSD技术在取向确定、相识别和应变测量中的应用，并与使用电子等离子体进行了比较。它的结论是，这些技术使SEM的一个强大的工具，在介观尺度上表征局部晶体的散装材料。
2019-04-11 cond-mat.mtrl-sci
Preparation and analysis of strain-free uranium surfaces for electron and x-ray diffraction analysis
这项工作描述了一种方法，用于生产高品质的金属表面的铀主要是表征和调查，涉及电子背散射衍射。已经进行了电化学测量，以告知理想的抛光条件，以产生没有机械抛光引起的应变的表面。采用一种常用的铀电解抛光液，部分由磷酸组成，进行电化学实验和抛光。聚焦于表面的X射线衍射技术显示材料内呈现出低应力和应变。这反映在高质量的电子背散射衍射中。
2018-03-15 cond-mat.mtrl-sci
Constraints on the Effective Electron Energy Spectrum in Backscatter Kikuchi Diffraction
电子背散射衍射（EBSD）是一种通过在扫描电子显微镜（SEM）上收集大角度菊池图样来获得材料微观晶体学信息的技术。一个重要的基本问题涉及散射角相关的电子能量分布，这是相关的菊池衍射图案的形成。在这里，我们回顾了现有的实验数据，并探讨有效的能量谱，是操作在从硅的背散射菊池图案的产生。我们使用动态电子衍射模拟的实验数据的全模式比较。我们的能量依赖的互相关为基础的模式匹配方法建立了有效的菊池模式的能量谱，这是相关的高分辨率EBSD模式模拟及其应用程序的改进约束。
2018-10-22 cond-mat.mtrl-sci
Demonstrating the potential of Accurate Absolute Cross-grain Stress and Orientation correlation using Electron Backscatter Diffraction
我们报告的第一次探索高角分辨率电子背散射衍射，不使用模拟电子背散射衍射图案作为参考，在多晶材料的绝对应力和取向测量。通过使图案中心相互关联并充分利用晶体对称性和平面应力，实现了多个直接电子检测器、能量过滤的电子背散射衍射图案中的所有重叠感兴趣区域的同时相关。在一个虚拟的多晶案例研究中，证明了高精度测量绝对应力，晶体取向和图案中心的潜力，显示误差分别低于20 MPa（或1 e-4应变），7 e-5 rad和0.06像素。
2018-11-23 cond-mat.mtrl-sci
Large-Angle Convergent-Beam Electron Diffraction Patterns via Conditional Generative Adversarial Networks
本研究提出用条件生成对抗网络实现立方晶体LACBED图样的快速生成，速度远超传统模拟方法，还可反演投影势以解决晶体结构测定反问题。
2025-03-05 cond-mat.mtrl-sci
Direct observation of the lattice dynamics of transition metals using ultrafast electron diffraction
利用超快电子衍射技术研究了过渡金属薄膜的晶格动力学。我们观察到的光激发后，在几个皮秒的衍射强度的抑制，这是直接解释为晶格加热通过电子-声子相互作用。采用双温模型定量计算了Au、Cu和Mo的电子-声子耦合常数，与光泵浦-探测方法得到的结果一致。过渡金属晶格动力学的变化系统地解释了电子-声子耦合的强度，所产生的电子结构和原子质量的元素依赖性。
2016-01-18 cond-mat.mtrl-sci
Tetragonality of Fe-C martensite -- a pattern matching electron backscatter diffraction analysis compared to X-ray diffraction
通过电子背散射衍射图（EBSPs）的模式匹配和探测器几何形状的仔细校准，在显微组织长度尺度上测量Fe-C马氏体中的局部四方性。据发现，局部的四方性变化的复杂的微观结构内的百分之几在最大的，在较高的名义碳含量的轴比的分散增加。在某些分析点上，局部晶体结构可以被认为是比简单的体心四面体更低的对称性。标称碳含量和平均的局部四方性EBSD测量之间的线性关系也得到了，虽然平均轴比略低于从更经典的X射线衍射测量。
2020-06-08 cond-mat.mtrl-sci
Regulating electron diffraction direction with cylindrically symmetric rotating crystal
我们报告了一个有前途的InSiO膜，允许同时观察样品的形貌和菊池图案在光栅扫描模式的扫描电子显微镜。这一新的实验观察表明了超越现有衍射理论的潜在机制。我们通过模拟发现，这种材料具有一种新颖的圆柱对称旋转晶体结构，可以通过晶面的特定旋转分布来控制电子的衍射方向，同时在一定范围内与入射电子的角度和能量无关。
2022-11-14 cond-mat.mtrl-sci
Antiferromagnetism in NiO Observed by Transmission Electron Diffraction
自1949年以来，中子衍射一直被用来研究反铁磁性。在这里，我们表明，反铁磁反射也可以看到从NiO的透射电子衍射图案。这里拍摄的衍射图案来自小至10.5 nm的区域，这样的图案可以用于形成具有纳米分辨率的反铁磁结构的图像。
2012-12-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electron backscattered diffraction method in the analysis of deformed steel structures
采用电子背散射衍射技术对低碳钢扭转挤压后的组织进行了测试。结果表明，温扭挤压可使晶粒细化，大角度晶界得以保留，织构得到改善，晶粒分布更加均匀，动态再结晶过程得以发展。
2012-05-10 cond-mat.mtrl-sci
'Digital' Electron Diffraction - Seeing the Whole Picture
会聚束电子衍射在几纳米尺度上进行对称性测定的优点是众所周知的。在实践中，由于对于高能电子衍射的小布拉格角对电子束的角度范围施加的限制，即入射束的大会聚角导致衍射图案中的重叠信息，该方法经常受到限制。自20世纪80年代以来，通过在照射面积和光束会聚之间做出妥协，克服了单个衍射光束的这种限制的技术已经普遍可用。在这里，我们描述了一种简单的技术，克服了所有这些问题，使用计算机控制，给出了电子衍射数据在一个大的角度范围内，许多衍射光束从体积由聚焦电子束（通常是几纳米或更少）。信息量的增加显著提高了解释的容易性，并扩大了该技术的适用性，特别是对于薄材料或具有较大晶格参数的材料。
2012-11-28 cond-mat.mtrl-sci
Multiple origins of extra electron diffractions in fcc metals
本文通过实验和多层模拟揭示，面心立方金属电子衍射中的弥散强度主要源于热和静态位移散射，而非化学短程有序，部分观测可能涉及平面缺陷等额外因素。
2023-11-17 cond-mat.mtrl-sci
Characteristics of Precession Electron Diffraction Intensities from Dynamical Simulations
本文通过多束动力学模拟研究了旋进电子衍射强度的特征，发现旋进能抑制强度随厚度的混沌振荡并降低对结构因子相位的敏感性，同时提出了一种基于散射矩阵非中心列信息的更快速PED强度计算方法。
2009-08-03 cond-mat.mtrl-sci
Dynamical Simulation of On-axis Transmission Kikuchi and Spot Diffraction Patterns, Based on Accurate Diffraction Geometry Calibration
The University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学）；McGill University（麦吉尔大学）；AGH University of Krakow（克拉科夫AGH科技大学）；ST Development GmbH（ST发展有限公司）
本文提出了一种基于实验图案的精确衍射几何校准方法，用于改进轴向透射Kikuchi图的动态模拟，以更准确地捕捉衍射特征。
2026-05-08 cond-mat.mtrl-sci
Photovoltage Dynamics of the Hydroxylated Si(111) Surface Investigated by Ultrafast Electron Diffraction
提出了一种利用超快电子衍射测量纳米界面瞬态光电压的新方法。特别是，我们报告我们的结果上的光致电子激发和随后的弛豫在羟基封端的硅表面，一个标准的基板制造分子电子接口。瞬态表面电压的确定通过观察库仑折射的变化引起的修改后的空间电荷势垒内的飞秒电子脉冲的选择性探测体积。结果是在协议与超快光电发射研究的表面状态充电，表明电荷弛豫机制密切耦合到附近的表面，可以描述的漂移扩散模型的载流子动力学。这项研究表明，一个新实施的超快衍射方法调查界面过程，与电荷和结构的分辨率。
2008-05-05 cond-mat.mtrl-sci
Solving the Crystallographic Phase Problem using Dynamical Scattering in Electron Diffraction
从单晶的运动学X射线或电子衍射图案求解晶体结构需要记录比结构中的原子多得多的衍射光束，因为结构因子的相位只能从这样的数据中检索，如果原子可以被解析为尖锐的峰值对象。本文提出了一种方法，利用多重散射对衍射强度中的结构因子相进行编码的事实来解决晶体学相问题。检索的振幅和相位的电子结构因子从衍射图案记录与不同的入射角将被证明。没有对散射势本身做任何假设。特别是，衍射数据的分辨率不需要足以分辨原子，使得这种方法对于二维蛋白质晶体和其他光束敏感复杂结构的电子晶体学具有潜在的意义。
2023-02-10 cond-mat.mtrl-sci
InsteaDMatic: Towards cross-platform automated continuous rotation electron diffraction
一个DigitalMicrograph脚本InsteaDMatic已经开发，以促进快速自动连续旋转电子衍射（cRED）数据采集。该脚本协调显微镜功能，例如载物台旋转、与数据收集相关的相机功能，并存储实验元数据。该脚本与任何可以由DigitalMicrograph控制的显微镜兼容，并已在JEOL和Thermo Fisher Scientific显微镜上进行了测试。通过使用InsteaDMatic进行ZSM-5沸石的数据收集和结构测定，进行了概念验证。为了优化数据采集过程，研究了照明设置和电子剂量率对衍射数据质量、晶胞确定和结构解的影响。
2020-04-28 cond-mat.mtrl-sci
Development of ultrafast four-dimensional precession electron diffraction
针对电子衍射强度易受激发误差和动力学效应影响、难以定量分析晶体结构动力学的问题，研究人员开发了四维进动电子衍射系统，可记录衍射图案的时间和入射角依赖关系，实现了超快晶体结构动力学的定量研究。
2024-07-09 cond-mat.mtrl-sci
Investigation of the orientation relationship between nano-sized G-phase precipitates and austenite with scanning nano-beam electron diffraction using a pixelated detector
采用扫描纳米束电子衍射技术研究了奥氏体基体中纳米尺寸的辐照诱导G相（M $_6$ Ni $_{16}$ Si $_{7}$）析出物的取向关系。利用该探测器，可以同时分辨出由小G相颗粒产生的微弱衍射斑点和强烈的基体反射。使用两阶段模板匹配方案分析衍射图案，其中在减去对衍射图案的基质贡献之后，首先对基质进行索引，其次对沉淀物进行索引。结果表明，G相相对于奥氏体具有面心立方（FCC）向体心立方（BCC）转变的取向关系。这项工作表明，纳米束电子衍射与像素化检测器是一种很有前途的技术，以调查在其他材料系统中的纳米尺寸的沉淀物与复杂的晶体结构的取向关系相对容易。
2021-04-16 cond-mat.mtrl-sci
Concurrent probing of electron-lattice dephasing induced by photoexcitation in 1T-TaSeTe using ultrafast electron diffraction
在非平衡过程中同时探测材料中的电子和晶格并确定它们的相关性在技术上具有挑战性。在这里，在电荷密度波（CDW）材料1 T-TaSeTe上拍摄的单组超快电子衍射图案中，我们发现衍射强度测量随散射角的变化存在时间偏移。借助动力学模型和理论计算，我们表明，超快电子探针的价电子和晶格动力学过程，导致在时间上的位移测量。我们的研究结果表明，明确的CDW是不只是一个结果的周期性晶格变形以往任何时候都存在于1 T-TaSeTe，但有显着的电子起源。这种方法展示了一种新的方法，用于研究许多量子效应，所产生的电子晶格退相的分子和晶体的下一代设备。
2020-02-18 cond-mat.mtrl-sci
Acquisition of high-quality three-dimensional electron diffuse scattering data
本文系统研究了三维电子衍射中漫散射数据质量的影响因素，证明其质量可与单晶X射线衍射相当，从而为小尺寸晶体的局域结构研究提供了新途径。
2023-11-28 cond-mat.mtrl-sci
Observation of large multiple scattering effects in ultrafast electron diffraction on single crystal silicon
我们报道了高质量单晶硅的超快电子衍射。布拉格峰的超快动力学表现出巨大的光致响应，这只能在动态衍射理论的框架下解释，考虑到样品中探测电子的多次散射。特别是，我们表明，晶格加热后的光激发可能会导致一个意想不到的布拉格峰强度的增加，与众所周知的德拜-沃勒效应相矛盾。我们预计，多重散射应系统地考虑在超快电子衍射高品质晶体，因为它占主导地位的布拉格峰动力学。此外，考虑到多重散射效应开辟了一条道路，在准完美晶体中的缺陷的非平衡动力学的定量研究。
2017-11-16 cond-mat.mtrl-sci
An iterative method for reference pattern selection in high resolution electron backscatter diffraction (HR-EBSD)
对于高（角）分辨率电子背散射衍射（HR-EBSD），参考衍射图案（EBSP 0）的选择显着影响计算的应变和旋转图的精度。这种效应在塑性变形的体心立方和面心立方延性金属（双相不锈钢中的铁素体和奥氏体晶粒）和脆性单晶硅中得到了证明，这表明这种效应不仅限于测量幅度，而且还限于空间分布。然后确定互相关参数和角度误差之间的经验关系，该关系用于迭代算法以确定最佳参考图案，从而最大化HR-EBSD的精度。
2023-01-16 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic bubbles in an M-type hexagonal ferrite observed by hollow-cone Foucault imaging and small-angle electron diffraction
我们报道了M型六角铁氧体BaFe $_{10.35}$ Sc $_{1.6}$ Mg $_{0.05}$ O $_{19}$的磁条纹畴和磁泡等纳米级磁性织构的空锥成像和小角电子衍射。空心锥傅科方法的优点是，具有各种磁化方向的磁畴可以在聚焦条件下可视化。此外，磁泡中的磁畴壁的对比度取决于照射光束的倾斜角度。小角电子衍射和空心锥傅科成像的结合证明，在磁畴壁的磁化表现出在磁条畴和磁泡的面内方向。
2020-07-28 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
Automated crystal orientation mapping by precession electron diffraction assisted four-dimensional scanning transmission electron microscopy (4D-STEM) using a scintillator based CMOS detector
电子敏感和像素化探测器的最新发展吸引了四维扫描透射电子显微镜（4D-STEM）的使用。在这里，我们提出了一个进动电子衍射辅助4D-STEM技术的自动取向映射使用衍射斑点图案直接捕获的柱闪烁体的互补金属氧化物半导体（CMOS）检测器。我们比较的结果到一个传统的方法，它利用一个外部CCD摄像机拍摄的荧光屏。探测器的高动态范围和信噪比特性大大提高了衍射图案的图像质量，特别是在高散射角下衍射斑点的可见性。在通过模板匹配过程重建的方向图中，与传统方法相比，CMOS数据产生了显着减少的错误索引和更高的可靠性。也可以通过掩蔽接近直接光束的反射来提高取向差测量的角分辨率。这是因为在高散射角下取向敏感的、弱的和小的衍射斑点更显著。结果表明，精细的细节，如纳米晶粒，纳米孪晶和亚晶界可以解决与亚度角分辨率，这是可比的取向映射使用菊池衍射图案。
2021-03-05 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Elastic plate basis for the deformation and electron diffraction of twisted bilayer graphene on a substrate
基于弹性板理论推导出一组基底，用于量化扭曲双层石墨烯的形变与电子衍射，并通过原子模拟和衍射实验验证了其有效性及对动力学的描述。
2024-07-26 cond-mat.mtrl-sci
TrueEBSD: correcting spatial distortions in electron backscatter diffraction maps
扫描电子显微镜中的电子背散射衍射（EBSD）通常用于多晶材料的微观结构表征。EBSD数据图通常在高平台倾斜和低扫描速度下获得，导致倾斜和漂移失真，使最终微观结构图中的特征模糊或失真。在本文中，我们描述了TrueEBSD，一个自动后处理过程的失真校正与像素级精度。中间图像用于分离倾斜和漂移失真分量，并将每个分量拟合到物理信息失真模型。我们证明TrueEBSD的三个案例研究（钛，锆和氢化物含锆），其中失真消除，使表征，否则无法访问的微观结构特征。
2020-08-28 cond-mat.mtrl-sci
Gazing at crystal balls: Electron backscatter diffraction pattern analysis and cross correlation on the sphere
本文提出了两种新的电子背散射衍射（EBSD）图的球面分析算法：（1）用球面Radon变换进行带定位和带轮廓分析;（2）用球面互相关确定方向。这些新的方法被正式介绍，并确定其精度使用动态模拟模式。我们证明了他们的效用与实验数据集从铁素体铁。我们的研究结果表明，EBSD模式的分析提供了一个优雅的方法，揭示这些丰富的晶体学数据来源的信息。
2019-08-22 cond-mat.mtrl-sci
Convergent beam electron-diffraction investigation of lattice mismatch and static disorder in GaAs/GaAs1-xNx intercalated GaAs/GaAs1-xNx:H heterostructures
稀释氮化物半导体中的氢掺入通过氮-氢复合物的产生显著地改变晶体的电子和结构性质。我们报告了一个会聚束电子衍射特性的稀释氮化物半导体异质结构图案在亚微米尺度和选择性地暴露于氢。我们提出了一种方法来确定分别在原始和氢化异质结构的垂直失配和静态无序。化学成分和应变对静态障碍的作用已分别进行了评估。
2014-10-09 cond-mat.mtrl-sci
Foucault imaging and small-angle electron diffraction in controlled external magnetic fields
本文报道了一种在不作任何修改的情况下，利用传统的透射电子显微镜在外加磁场中获得傅科像和小角电子衍射图样的方法。在我们已经构建的电子光学系统中，平行于光轴的外部磁场可以使用物镜极片在弱激发条件下在福柯模式和衍射模式下进行控制。我们观察两种铁磁钙钛矿型锰氧化物，La $_{0.7}$ Sr $_{0.3}$ MnO $_{3}$和Nd $_{0.5}$ Sr $_{0.5}$ MnO $_{3}$，以可视化磁畴和它们对外部磁场的磁响应。在菱面体结构的La $_{0.7}$ Sr $_{0.3}$ MnO $_{3}$，钉扎磁畴壁在晶体学孪晶界被发现有很强的影响，在外部施加磁场的新磁畴的产生。
2019-11-05 cond-mat.mtrl-sci
Comparison of Kikuchi Diffraction Geometries in Scanning Electron Microscope
本文比较SEM中同轴/离轴TKD、EBSD与新型RKD的衍射几何，并通过重映射构建实验衍射球以揭示厚度、散射路径及菊池带反转差异。
2025-01-25 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Extraction of a structural short-range order descriptor from nanobeam electron diffraction patterns using a transfer learning approach
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；Hopkins Extreme Materials Institute, Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学霍普金斯极端材料研究所）
本文通过迁移学习方法，利用机器学习对非晶固体的纳米束电子衍射数据进行定量分析，提出了一种优于传统Voronoi指数的无序参数作为结构短程序描述符，展示了模型在不同相互作用体积下的优异性能和迁移能力。
2026-06-18 cond-mat.mtrl-sci
High resolution electron backscatter diffraction study on the heterogeneities of tetragonal distortion in Fe-C martensite at the microstructural scale
Fe-0.77C（wt.%）中马氏体四方性（c/a比）的空间变化采用电子背散射衍射谱图匹配结合高角分辨率电子背散射衍射分析的方法，研究了10000合金。结果发现，C/A比在马氏体块内和块之间变化。块体内部的c/a变化在晶界附近特别明显，并且除了四角畸变之外还存在剪切应变。块之间的c/a变化比块内的c/a变化更明显。通过我们的方法预测的晶格参数频率分布以及匹配的X射线衍射分布从相同的材料，通过假设合理的残余应变作用在a轴和b轴。晶体畸变的不均匀性是由马氏体相变顺序引起的固溶碳和碳有序化的减少和分散以及残余应变的不均匀性引起的。
2020-12-01 cond-mat.mtrl-sci
Data-Driven Electron Microscopy: Electron Diffraction Imaging of Materials Structural Properties
透射电子衍射是一种功能强大、用途广泛的结构探针，可用于表征从纳米晶薄膜到单晶的各种材料。随着快速电子探测器和高效计算机算法的最新发展，现在可以收集前所未有的大数据集的衍射图案（DP）和处理DP提取晶体学信息，以形成基于晶体结构特性的图像或断层图，从而产生数据驱动的电子显微镜。这种成像的关键是收集的晶体学信息的类型，这可以通过明智地选择电子衍射技术来实现，以及DP处理的效率和准确性，这需要开发新的算法。在这里，我们回顾最近取得的进展，在数据收集，新的算法，和自动化电子DP分析。这些进展将突出使用材料研究中的应用实例。还讨论了基于智能采样和机器学习的未来机会。
2021-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Multi-exposure diffraction pattern fusion applied to enable wider-angle transmission Kikuchi diffraction with direct electron detectors
针对TEM衍射角度范围有限的问题，提出基于Timepix3 DED的多重曝光衍射图案融合方法，扩展并归一化>95° TKD图案动态范围，实现完整衍射球重投影。
2023-10-27 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
In situ growth regime characterization of cubic GaN using reflection high energy electron diffraction
采用等离子体辅助分子束外延技术在3C-SiC（001）衬底上生长了立方GAN层。原位反射高能电子衍射被用来定量确定在生长过程中的GAN表面的Ga覆盖。以电子束强度为探针，找到了在表面形成1 ML Ga覆盖层时c-GaN的最佳生长条件。当在生长期间建立1 ML的Ga覆盖时，1微米厚的c-GaN层具有2.5 nm的最小表面粗糙度。这些样品还显示了（002）摇摆曲线的半峰全宽最小值。
2007-02-01 cond-mat.mtrl-sci
Nanometer-sized Regions of Charge Ordering and Charge Melting in La2/3Ca1/3MnO3 Revealed by Electron Micro-diffraction
对La_（2/3）Ca_（1/3）MnO_3的相变的电子显微衍射研究表明，存在（h+1/2，0，1）随温度变化的衍射点。它们的强度在Tc处达到峰值。定量电子衍射强度分析表明，它们来自正交a-c平面中具有调制横向原子位移的纳米尺寸的畴，其具有两种类型的Mn离子，从而具有电荷有序性。平均畴直径为约3.6 nm，高度为约1.5 nm（沿b轴）。随着样品冷却通过Tc，畴的数量增加，然后减少。
2000-09-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
GARFIELD, a toolkit for interpreting ultrafast electron diffraction data of imperfect quasi-single crystals
GARFIELD是一款带图形界面的工具包，通过交互式优化衍射几何与样品参数，解决小分子低对称性单晶超快电子衍射数据中Bragg反射索引困难的问题，辅助解析结构动力学。
2024-12-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Advances in electron backscatter diffraction
本文介绍了电子背散射衍射（EBSD）领域的一些最新进展。我们强调如何使用开源算法和开放数据格式来快速开发材料的微观结构洞察力。我们包括使用AstroEBSD基于单像素的EBSD映射和传统的方向映射;其次是无监督的机器学习方法，使用主成分分析和多变量统计，结合精细的模板匹配方法，快速索引方向数据，具有高精度。接下来，我们将使用直接电子探测器捕获的衍射图案与动态模拟进行比较，并将其投影以创建高质量的实验“参考衍射球”。最后，我们使用具有迁移学习和卷积神经网络的监督机器学习对阶段进行分类。
2019-08-12 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Thickness monitoring of graphene on SiC using low-energy electron diffraction
使用低能电子衍射（LEED）原位监测SiC上外延石墨烯的形成。使用LEED作为石墨烯的原位厚度监测的可能性进行了检查。对于一系列已知石墨烯厚度的样品（使用低能电子显微镜测定），测量石墨烯与SiC相比的初级衍射斑点强度的比率。发现该比率对于确定1至3个单层范围内的石墨烯厚度是有效的。石墨烯厚度的分布上的这种方法的厚度测定的影响被认为是。
2010-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Valence electron distribution in MgB2 studied by accurate diffraction measurements and first principle calculations
我们使用同步加速器X射线和精密电子衍射技术，以准确地确定选定的反射，在超导体MgB2的价电子分布敏感的结构因素。这些值与用自由原子散射因子计算的结构因子有很大的偏差，但与我们用密度泛函理论计算的结构因子吻合得很好。在实验上建立了我们的第一原理计算的结构因子的可靠性，我们提出的电子密度图的价电子的重新分配时发生的假设的自由原子的Mg和B的MgB2相互作用，形成真正的晶体。
2002-10-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Training artificial neural networks for precision orientation and strain mapping using 4D electron diffraction datasets
描述了使用模拟的动态电子衍射图案来训练人工神经网络（ANN）和卷积神经网络（CNN）的技术。前提是基于以下事实。首先，在给定合适的晶体结构模型和散射势的情况下，利用动力学衍射理论可以精确地模拟电子衍射花样。其次，使用模拟的衍射图案作为输入，可以训练神经网络用于确定晶体结构特性，例如晶体取向和局部应变。此外，通过将训练的ANN应用于使用扫描电子纳米衍射（SEND）或4D扫描透射电子显微镜（4D-STEM）技术收集的四维衍射数据集（4D-DD），可以以高空间分辨率映射晶体结构性质。在这里，我们展示了人工神经网络在高精度分析晶体取向和应变方面的可能性，并通过与以前的方法进行比较，对人工神经网络和CNN的性能进行了基准测试。在0.009度（0.16 mrad）的取向映射，在0.04%或更低的应变映射的灵敏度，并在计算性能的改进的角分辨率的30倍的改善被证明。
2021-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Moire structures in twisted bilayer graphene studied by transmission electron microscopy
我们研究了独立扭曲双层石墨烯（TBG）中莫尔结构的成像，通过透射电子显微镜（TEM）在衍射和同轴伽柏全息模式下进行。在80 - 300 keV的典型TEM电子能量下获得的TBG的电子衍射图案显示出由各个层上的衍射引起的衍射峰。然而，在这样的衍射图案中没有观察到与莫尔结构的周期性相关的散射角处的衍射峰。我们表明，衍射莫尔结构可以创建强烈的衍射峰，如果探测电子的能量很低，在几十eV的范围内。示出了用236 eV的低能量电子获得的TBG的实验衍射图案，其表现出归因于莫尔结构周期性的峰。在全息模式下，透射通过样品并在远场中测量的波的强度可以根据原子排列（例如AA或AB堆叠）而增强或减小。因此，远场中强度的降低不一定与样品内部的一些吸收有关，而可以仅仅是特定原子排列的结果。我们相信，我们的发现对于利用石墨烯作为电子成像的支撑物非常重要。
2018-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Angular Resolution Enhancement of Electron Backscatter Diffraction Patterns
University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学）
本文提出一种基于位移和相加的方法，通过子像素图像配准提高EBSD图案的角分辨率，从而增强小型紧凑直接电子探测器的应用潜力。
2025-12-12 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
3D atomic structure determination with ultrashort-pulse MeV electron diffraction
本文利用REGAE加速器的超短脉冲MeV电子衍射，实现了原子分辨率的从头算三维结构测定，成功精修白云母和1T-TaS2结构并定位氢原子，展示了其在厚样品和辐射敏感材料研究中的潜力。
2025-07-09 cond-mat.mtrl-sci physics.acc-ph
