4D-STEM中无间隙信息传递：通过融合互补散射通道实现
光学
2025-12-24 v2 材料科学
计算物理
摘要
线性相位对比扫描透射电子显微镜（STEM）技术与高通量4D-STEM获取兼容，广泛用于增强弱散射和易受束流损伤材料的相位对比。在这些模式下，低空间频率上的对比传递常被抑制，导致特征对比间隙限制定量成像。需要保留低频相位对比的做法已存在，但通常需要显著增加实验复杂度，限制了常规使用。暗场STEM成像通过捕获亮场盘之外散射的电子来获取此缺失的低频信息，但则丢弃了大部分散射信号，因而剂量效率较低。引入的融合全场STEM（FF-STEM）作为一种4D-STEM成像模态，通过在单个获取中结合斜率校正的暗场成像与斑斓相位重建来克服这一限制。亮场数据用于估计探针畸变并重建高分辨率相位图像，而暗场数据提供互补的低频对比。两种信道基于谱信噪比进行最小方差加权，在傅里叶空间中进行最佳融合，生成无传输间隙的图像，具有高对比度和定量保真度。FF-STEM保留了斑斓的上采样和深度切片功能，添加了暗场成像特有的稳健低频对比，并实现剂量高效、接近实时的重建。
引用
@article{arxiv.2512.19460,
title = {Gap-free Information Transfer in 4D-STEM via Fusion of Complementary Scattering Channels},
author = {Shengbo You and Georgios Varnavides and Sagar Khavnekar and Nikita Palatkin and Sihan Shao and Mingjian Wu and Daniel Stroppa and Darya Chernikova and Baixu Zhu and Ricardo Egoavil and Stefano Vespucci and Xingchen Ye and Florian K. M. Schur and Erdmann Spiecker and Philipp Pelz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.19460},
year = {2025}
}