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
Scanning capacitance microscopy using a relaxation oscillator
我们已经进行了扫描电容显微镜使用弛豫振荡器。精确校准表明灵敏度为0.05 pF。金属结构的表面形貌，如机加工槽和硬币，可以很容易地获得在恒定高度（非接触）或攻丝（接触）模式。空间分辨率已达到亚50 $μ$ m。
2014-02-25 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
In Situ Treatment of a Scanning Gate Microscopy Tip
在扫描门显微镜，其中的尖端的扫描力显微镜被用作一个可移动的门来研究电子输运在纳米结构中，尖端诱导电位的形状和幅度是重要的分辨率和解释的测量。在形貌扫描过程中拾取的污染物可能会显著改变这种可能性。我们提出了一种原位高场处理的尖端，提高尖端感应电位。使用量子点测量尖端诱导电位。
2007-06-27 cond-mat.mes-hall physics.ins-det
Carbon fibre tips for scanning probe microscopy based on quartz tuning fork force sensors
我们报告的碳纤维尖端的制造和表征，用于结合扫描隧道和力显微镜的压电石英音叉力传感器的基础上。我们发现，使用碳纤维提示的结果在最小的影响，石英音叉力传感器的动态产生一个高的品质因数，因此一个高的力梯度灵敏度。这种高的力灵敏度与碳纤维尖端的高导电性和抗氧化性相结合，使它们非常方便地用于组合和同时扫描隧道显微镜和原子力显微镜测量。有趣的是，这些提示对于偶尔发生的提示崩溃非常强大。提出了一种电化学制造工艺来蚀刻尖端，其以可再现的方式产生亚100 nm的顶点半径，这可以产生高分辨率图像。
2010-03-12 cond-mat.mes-hall physics.ins-det
Spatial Resolution of Near-Field Scanning Optical Microscopy with Sub-wavelength Aperture
采用时域有限差分法（FDTD）求解亚波长孔径近场显微术的三维麦克斯韦方程。通过计算机模拟再现了实验结果，获得了意想不到的高空间分辨率。
1999-11-02 physics.comp-ph physics.ins-det physics.optics
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
Resonant Scanning with Large Field of View Reduces Photobleaching and Enhances Fluorescence Yield in STED Microscopy
光漂白是超分辨受激耗尽发射（STED）显微术的一个主要限制。快速扫描一直被认为是一种有效的手段，以减少在荧光显微镜的光漂白，但仔细定量研究这个问题是失踪。在本文中，我们表明，在STED显微镜的光漂白速率减慢和荧光产率提高扫描高线速度，使我们定制的共振扫描STED显微镜的大视场。扫描速度对光漂白和荧光产率的影响在较高水平的耗尽激光辐照度下更为显著，并且在传统的共聚焦显微镜中几乎消失。当耗尽辐照度>0.2 GW $\cdot$ cm $^{-2}$（时间平均值）时，我们能够将Atto 647 N染料的荧光存活时间延长约80%，视野宽8倍。我们证实，STED光漂白主要是由耗尽光作用于激发的荧光团引起的。实验数据与理论模型一致。我们的研究结果鼓励进一步提高线性扫描速度，减少在STED显微镜的光漂白。
2015-01-18 physics.bio-ph physics.ins-det physics.optics
Fourier Transform-Based Post-Processing Drift Compensation and Calibration Method for Scanning Probe Microscopy
本文提出了一种基于倒易空间的技术，利用晶格参数的先验知识补偿原子级分辨率SPM图像中的残余线性漂移，无需区分扫描方向或获取多方向图像，并可用于校准SPM仪器。
2023-11-09 cond-mat.mes-hall physics.ins-det
Electron transparent graphene windows for environmental scanning electron microscopy in liquids and dense gases
由于其在宽的电子能量范围内的电子传输，分子不渗透性，高电导率和优异的机械刚度，悬浮石墨烯膜似乎是一个近乎理想的窗口材料，用于浸没在液体和/或稠密气体介质中的纳米和介观物体（包括生物医学样品）的原位（体内）环境电子显微镜。在该通信中，利用对金属和SiN支撑孔的石墨烯转移协议的小修改，设计了具有可交换石墨烯窗口的可重复使用的环境电池。以分散在水中的胶体金纳米颗粒（50 nm）为液体中扫描电镜的模型对象，测试了石墨烯膜在不同成像条件下的成像效果。讨论了液体中电子显微镜的限制因素，如电子束引起的水辐解和高剂量下石墨烯膜的损伤。
2012-08-21 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Spatial heterodyne scanning laser confocal holographic microscopy
提出了一种空间外差探测的扫描激光共焦全息显微术。空间外差探测技术采用马赫-曾德尔干涉仪，参考光的频率相对于物光的频率通过两个声光调制器（AOM）移动。与传统的每个扫描点采集数百个时间样本以获得复杂信号的时间外差检测技术不同，空间外差检测技术利用典型线扫描共聚焦显微镜或点扫描共聚焦显微镜一维慢扫描中振镜扫描提供的线性时空关系产生空间干涉条纹，从而与传统的时间外差对应物相比，在相同照明下显著降低了采样速率并增加了信噪比。建议的空间外差检测方案适用于线扫描和点扫描共焦显微镜。在本文中，我们提出了空间外差检测方法的数学原理和实验方案的线扫描和点扫描共焦显微镜。计算机实验证明了这一思想的有效性。提出的空间外差扫描激光共焦全息显微镜（SH-SLCHM）在传统扫描激光共焦显微镜（SLCM）的基础上，在不增加光学和电子设计复杂度的前提下，可以同时获得物场的振幅和定量相位信息。SH-SLCHM可以在光学计量、体内组织成像和眼科成像中找到应用。
2016-10-11 physics.ins-det physics.optics
Towards a holographic approach to spherical aberration correction in scanning transmission electron microscopy
使用纳米制造的电子全息图进行相位调制的最新进展已经展示了如何可以控制电子束的相位。在本文中，我们应用这一概念的校正球差的扫描透射电子显微镜，并证明了空间分辨率的改善。这种全息球面像差校正方法的优点在于其简单性和成本效益。
2017-06-02 physics.ins-det physics.optics
Fusing Online Gaussian Process-Based Learning and Control for Scanning Quantum Dot Microscopy
阐明静电表面电位有助于更深入地了解物质的本质及其物理化学性质，这是广泛应用的基础。扫描量子点显微镜，最近开发的技术允许测量这样的潜力与原子分辨率。然而，为了在科学实践中进行有效部署，必须加快扫描过程。为此，我们采用了两个自由度的控制模式，其中高斯过程被用作前馈部分。我们提出了一个量身定制的在线学习方案的高斯过程，适用于扫描量子点显微镜，其中包括超参数优化操作过程中，使快速和精确的扫描任意表面结构。对于潜在的应用在实践中，相应的计算成本降低评估不同的稀疏近似方法。完全独立的训练条件近似，用于减少一组活动的训练数据，被认为是最有前途的方法。
2020-04-06 cs.SY eess.SY physics.ins-det
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
Scanning Thermal Microscopy in Air and Vacuum: A Comparison
通过比较空气与真空环境下的扫描热显微镜测量，发现空气中的信号强度更大且更稳定，但边缘分辨率较低，这归因于空气中的热传导、对流及水弯月面效应。
2024-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Fast Scanning Probe Microscopy via Machine Learning: Non-rectangular scans with compressed sensing and Gaussian process optimization
通过机器学习实现的快速扫描探针显微镜允许揭示广泛的纳米级时间分辨物理学。然而，这种功能成像的例子很少。在这里，使用piezoresponse力显微镜（PFM）作为一个模型的应用程序，我们证明了一个因素的5.8改善成像速率使用稀疏螺旋扫描与压缩传感和高斯处理重建相结合。据发现，即使是非常稀疏的扫描提供强重建与高斯处理重建的误差小于6%。此外，我们分析了每次重建迭代与每种重建技术相关的误差，发现误差在大约15次迭代之后是相似的，而在初始迭代时，高斯处理优于压缩感知。这项研究突出了重建技术的能力时，应用于稀疏数据，特别是稀疏螺旋PFM扫描，扫描探针和电子显微镜的广泛应用。
2020-04-23 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph physics.ins-det
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
