带激励扫描探针显微镜中的贝叶斯推断用于成像中的最优动力学模型选择
计算物理
2020-08-26 v1 材料科学
经典物理
数据分析、统计与概率
摘要
过去二十年中，扫描探针显微镜（SPM）的普遍趋势是从简单的二维成像过渡到复杂的探测与光谱成像模式。复杂 SPM 引擎的出现带来了可靠数据解读的挑战，即从探测信号转换为针尖-表面相互作用的特定描述符，进而转换为材料属性。在此，我们实现了一种贝叶斯推断方法，用于分析带激励（BE）SPM 中的成像形成机制。与经典函数拟合方法中的点估计相比，贝叶斯推断允许以相应先验分布的形式纳入关于材料和探针行为的已有知识，并以易于解释的后验分布形式返回关于材料功能性的信息。我们注意到，在贝叶斯方法的应用中，应特别注意问题的正确设定，即模型选择相对于建立实际参数等价性。我们进一步探索了经典铁电材料 PbTiO3 中拓扑缺陷处的非线性力学行为。我们观察到 Duffing 共振频率的非平凡演化以及样品表面的非线性，表明存在畴结构的隐藏要素。这些观察表明，铁电畴壁处的异常行为谱可能比先前认为的显著更宽，并且除了静态和微波电导之外，还可扩展到非传统力学属性。
引用
@article{arxiv.2002.08391,
title = {Bayesian inference in band excitation Scanning Probe Microscopy for optimal dynamic model selection in imaging},
author = {Rama K. Vasudevan and Kyle P. Kelley and Eugene Eliseev and Stephen Jesse and Hiroshi Funakubo and Anna Morozovska and Sergei V. Kalinin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.08391},
year = {2020}
}
备注
Supplementary materials is located at the end of the manuscript