基于多焦点融合方法的单原子鉴别
材料科学
2025-05-09 v2
摘要
高角度穿透深层干涉扫描电子显微镜（HAADF-STEM）是表征单原子催化剂（SACs）的重要工具。然而，对不同原子可靠的元素鉴别仍具有挑战，因为 HAADF 信号强度强烈依赖于焦点位置和其他成像参数，可能破坏不同深度原子间的 Z 对比度。本文通过多片模拟研究了原子垂直位置（焦点）、支撑物厚度、原子间距、收敛角和收集角对 HAADF-STEM 信号的影响。我们的计算表明，在收敛角为 28 mrad 时，焦点为 4.6 nm 时，Fe 和 Pt 原子将无法区分。更大的收敛角会导致临界不可区分焦点甚至更短。为解决这一限制，我们提出了一种多焦点融合（MDF）方法，从多个焦点的序列图像中恢复 Z 对比度。对 Fe/Pt SAC 样品的实验验证表明，MDF 方法有效，产生对应于 Fe 和 Pt 原子的清晰分离的强度直方图。这项工作提出了一种稳健、易于实施的策略，用于准确的单原子识别，为快速筛选和合理设计高性能 SAC 提供了有价值的指导。
关键词
引用
@article{arxiv.2505.04078,
title = {Differentiation of Distinct Single Atoms via Multi-Defocus Fusion Method},
author = {Yangfan Li and Yue Pan and Xincheng Lei and Weiwei Chen and Yang Shen and Mengshu Ge and Xiaozhi Liu and Dong Su},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.04078},
year = {2025}
}
备注
20 pages, 13 figures