蛋白质晶体高分辨电子显微像的直接法解卷

蛋白质晶体高分辨电子显微像的直接法解卷＊阳世新李方华（中国科学院物理研究所和中国科学院凝聚态物理中心，北京１０００８０）＊本工作得到国家自然科学基金委员会的资助基于弱相位体近似的高分辨电子显微像解卷处理已成功应用于测定无机材料的晶体结构［１］。曾分别...     

用200kV电子显微镜分辨Li_(1-x)NbO_2中的Nb和O原子

在远离Scherzer聚焦条件下,用200 kV的高分辨电子显微镜拍摄了Li1-xNbO2(x≈0.7)高分辨像,再借助像解卷处理使之恢复为直接反映晶体投影结构的解卷像.在不同晶体厚度的解卷像上均能清楚地分辨间距为0.153nm的Nb和O原子柱,看不见"原子.Nb和O原子的衬度随厚度变化的规律符合赝弱相位物体近似像衬理论.从像模拟得知,即使原始像的离焦量接近Sdaerzer聚焦条件,解卷处理也同样有助于提高像的质量,并分辨开单个的O原子柱.     

GaN缺陷晶体高分辨电子显微像的解卷处理

拍摄高分辨电子显微像时未必总靠近Scherzer聚焦条件，且晶体有一定厚度，致使像未必反映晶体结构。对高分辨像进行解卷处理是校正像中畸变的晶体结构信息并提高图像分辨率的有效方法。本文用高分辨像图像解卷处理方法研究GaN材料中缺陷核心的原子配置。     

缺陷晶体电子衍射波振幅的校正

在运动学近似下，通过解卷处理，可以从单张高分辨电子显微像（以下简称高分辨像）获得晶体的结构像。李方华和何万中等人曾用此技术处理了场发射电子显微镜拍摄的高分辨像，处理后的像分辨率达电子显微镜的信息分辨极限，得到了原子分辨率的晶体缺陷图像［１，２］。但由...     

对最大熵法像解卷处理的进一步探讨

在弱相位物体近似下,高分辨电子显微像的强度正比于晶体的电势投影分布函数与衬度传递函数的付立叶变换的卷积。借助解卷处理可以把一幅在任意离焦条件下拍摄的高分辨像转变成晶体结构投影图。七十年代后期,李方华、范海福提出用衍射分析中的直接法来进行像解卷,特点是只需用一幅任意离焦条件的像便可恢复出晶体的结构投影图。近来,胡建军、李方华将最大熵原理应用于高分辨电子显微像的解卷处理中,也只需从一幅任意离焦条件的像出发,曾用此方法测定了未知晶体结构。     

原子分辨率晶体结构的高分辨电子显微学研究

本文以GaP[111]孪晶界面高分辨电子显微像为例，将解卷处理和动力学散射效应校正相结合的技术应用于晶体界面处显微像的研究。椭圆窗口作为一种新的手段用于含有面缺陷晶体的傅里叶滤波和衍射振幅校正。所用GaP[111]高分辨像的模拟参数对应于200kV场发射高分辨电子显微镜。经过图像处理之后，不同样品厚度的模拟像均转变成结构像，其中原子柱均显示在正确的位置上。对GaP进行解卷处理的临界厚度做了详细的讨论。     

用200 kV高分辨电子显微镜辨认3C-SiC中的硅和碳原子

用200 kV六硼化镧灯丝的高分辨电子显微镜拍摄了外延生长在硅衬底的3C-SiC薄膜的[110]显微像.经过解卷处理和衍射振幅校正,把实验像转换为直接反映晶体投影结构的结构像,近邻Si、C原子柱显现为黑(灰)的像点对,即所谓的哑铃.测量了结构像中不同厚度区域哑铃的灰度变化,分析了哑铃中二个端点的相对灰度值随厚度的变化关系,结合赝弱相位物体近似像衬理论进行分析,辨认出Si与C原子柱.     

（Y0.6Ca0.4）（SrBa）（Cu0.5B0.5）Cu2O7—δ的电子晶体学研究

(Y0.6Ca0.4)(SrBa)(Cu0.5B0.5)Cu2O7-δ晶体是在YBa2Cu3O7-δ超导材料中用Ca、Sr、B原子分别部分取代Y、Ba、Cu.实验表明不同量B的掺入使晶体失去超导性质,而同时再掺入Ba和Ca则又恢复超导电性[1].对其晶体结构的研究可望有助于解释这些现象.本文用高分辨电子显微学与电子衍射相结合的电子晶体学图像处理方法[2]研究了该晶体的结构.目的是先通过对高分辨电子显微镜作解卷处理,测定出低分辨率的晶体结构,然后从解卷像出发,结合电子衍射数据进行相位外推,得到能分辨出所有原子的晶体结构像.     

高分辨像的解卷处理用于S-Al_2 CuMg相及孪晶界面结构确定CSCD

S-Al2CuMg相是Al-Cu-Mg合金中重要的强化相,但它的晶体学结构还存在争议。利用高分辨电子显微学和像的解卷处理技术,获得了Al-Cu-Mg合金中S-Al2CuMg相在[100],[010]和[001]的原子投影图,进而验证PW模型是S相正确的结构模型。另外,将动力学校正引入到S相孪晶图像的处理过程,确定了S相孪晶面的位置。像解卷处理方法首次应用于金属材料并确定了S相缺陷结构,说明该方法适用于金属材料。通过解卷处理方法可以使原本不直接对应所观察材料的高分辨晶格像转变成点分辨率达到电镜的信息分辨极限的结构像。     

球差校正高分辨电子显微像的像衬和解卷处理

本工作将赝弱相位物体近似像衬理论延伸至球差校正高分辨电子显微像,分析了球差校正像的衬度随样品厚度的变化规律。指出非Schemer聚焦条件下球差校正电镜拍摄的高分辨像仍未必反映晶体结构,讨论了解卷处理方法应用于球差校正像的有效性,并以有12型层错的GaN晶体为例,借助像模拟肯定了解卷处理能用于复原原子分辨率晶体缺陷的结构像。