Bestimmung der 3D-Struktur von Materialien durch neue Phasenkontrast-STEM-Methoden
Zusammenfassung der Projektergebnisse
In diesem Projekt ging es um die Entwicklung neuer effizienter Methoden zur Aufdeckung von Strukturinformationen von Bulkproben mittels STEM. Im ersten Teil des Projekts haben wir die Leistung der aktuellen integralen Phasenkontrast (IDPC)-Methode durch den Einsatz eines schnellen Algorithmus verbessert. Diese neue Methode ermöglicht die Abbildung dicker Proben ohne Artefakte, die durch anisotrope Kontrasttransferübertragungen entstehen. Um die Effizienz der Bildberechnung unter Berücksichtigung der partiellen Kohärenz der Elektronenquelle zu verbessern, haben wir die Eigenvektor-Methode eingeführt, die eine kleine Anzahl von Eigenvektoren verwendet, um die „mixed envelope function“ (MEF) unter Berücksichtigung der partiellen Kohärenz der Quelle zu approximieren. Diese Methode ermöglicht zum ersten Mal eine effiziente Implementierung des Transmission Cross Coefficient (TCC)-Modells für die Berechnung von STEM-Bildern und verbesserte die Recheneffizienz des TCC-Modells bei der Berechnung von TEM-Bildern in unserem Beispiel um das 3300-fache. Der effiziente Algorithmus wurde bereits erfolgreich in das TEM- Bildsimulationspaket AbTEM integriert. Im zweiten Teil des Projekts haben wir ein effizientes Verfahren für die Elektronenptychographie entwickelt, mit dem die Phaseninformation einer Probe in nur wenigen Iterationen ermittelt werden kann. Aufgrund der zeitlichen Begrenzung des Projekts ist eine Implementierung der Methode für die In-situ-Rekonstruktion von 3D-Probeninformationen jedoch noch nicht verfügbar.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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“Integrated Differential Phase Contrast (IDPC)-STEM Utilizing a Multi-Sector Detector for Imaging Thick Samples” Abstract für Dreiländertagung / Microscopy Conference 2021.
Z. Li; J. Biskupek; H. Rose & U. Kaiser
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Integrated Differential Phase Contrast (IDPC)-STEM Utilizing a Multi-Sector Detector for Imaging Thick Samples. Microscopy and Microanalysis, 28(3), 611-621.
Li, Zhongbo; Biskupek, Johannes; Kaiser, Ute & Rose, Harald
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Computationally Efficient Handling of Partially Coherent Electron Sources in (S)TEM Image Simulations via Matrix Diagonalization. Microscopy and Microanalysis, 29(1), 364-373.
Li, Zhongbo; Rose, Harald; Madsen, Jacob; Biskupek, Johannes; Susi, Toma & Kaiser, Ute
