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球差校正掃描透射電子顯微鏡（STEM）數(shù)據(jù)處理步驟

來源：時(shí)間：2024-08-02 13:54:58 瀏覽：2922次

球差校正掃描透射電子顯微鏡（STEM）數(shù)據(jù)處理步驟

掃描透射電子顯微鏡（STEM）是一種強(qiáng)大的顯微分析技術(shù)，廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)、生物學(xué)等領(lǐng)域。球差校正STEM技術(shù)的出現(xiàn)，進(jìn)一步提高了STEM的分辨率和圖像質(zhì)量。掌握球差STEM數(shù)據(jù)處理步驟，有助于充分發(fā)揮這一技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，為科學(xué)研究提供有力支持。在實(shí)際操作過程中，需注意細(xì)節(jié)處理，確保獲得高質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

球差STEM

一、球差校正原理

球差是光學(xué)系統(tǒng)的一種像差，會(huì)導(dǎo)致圖像分辨率降低。球差校正技術(shù)通過對(duì)光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，減小球差對(duì)圖像質(zhì)量的影響。球差校正STEM通過在探測(cè)器下方加入一個(gè)球差校正器，使電子束在通過樣品時(shí)具有更高的平行度，從而提高圖像分辨率。

二、球差STEM數(shù)據(jù)處理步驟

1. 數(shù)據(jù)采集

在球差校正STEM實(shí)驗(yàn)中，首先需要調(diào)整顯微鏡參數(shù)，確保獲得高質(zhì)量的原始數(shù)據(jù)。主要包括調(diào)整電子束流、工作距離、探測(cè)器角度等。數(shù)據(jù)采集過程中，需保持樣品和光學(xué)系統(tǒng)的穩(wěn)定。

2. 數(shù)據(jù)預(yù)處理

（1）對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行解包（Unwrap）處理，將探測(cè)器采集到的環(huán)形暗場(chǎng)（HAADF）和環(huán)形明場(chǎng)（ABF）圖像展開為二維矩陣。

（2）對(duì)解包后的數(shù)據(jù)進(jìn)行背景校正，去除探測(cè)器噪聲和樣品背景。

（3）對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，消除電子束流波動(dòng)等因素的影響。

3. 球差校正

（1）提取探測(cè)器收集到的球差信息，通過球差校正算法對(duì)圖像進(jìn)行校正。

（2）根據(jù)校正后的球差信息，調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)參數(shù)，優(yōu)化電子束斑形狀。

（3）重復(fù)球差校正步驟，直至獲得滿意的圖像質(zhì)量。

4. 圖像重構(gòu)

（1）對(duì)校正后的數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像重構(gòu)，得到高分辨率STEM圖像。

（2）根據(jù)需要，對(duì)重構(gòu)后的圖像進(jìn)行濾波、增強(qiáng)等處理，提高圖像可視性。

5. 數(shù)據(jù)分析

（1）提取圖像中的特征信息，如晶格結(jié)構(gòu)、原子排列等。

（2）結(jié)合其他分析手段，如能譜分析（EDS）、電子能量損失譜（EELS）等，對(duì)樣品進(jìn)行綜合分析。

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