多切片空心全息术用于原子层分辨率的 3D 结构成像与光谱

电子物质相互作用在电子显微镜中产生弹性散射和非弹性散射，构成了成像和光谱的基础。然而，将电子能量损失光谱（EELS）与 4D-STEM 和电子全息术集成仍具有检测器几何冲突的挑战。Song 等人通过引入一种空心型像素化检测器，解决了此问题，使空心全息术得以实现，并允许低角电子通过到 EELS 光谱仪器。空心全息术的单切片方法对薄型材料效果良好，但在厚样品中难以处理多次散射。本文引入了多切片空心全息术（MHP），通过考虑多次散射克服了这些限制。MHP 能够从空心衍射图样中实现高分辨率结构成像，同时保持与 EELS 同步获取的兼容性。它在中等剂量下可实现亚亚毫米横向分辨率，并在超高剂量下支持完整的 3D 原子层重建，其中可供光谱使用的最高电子数达到总电子数的 70%。这种灵活的框架促进了复杂材料（包括界面、缺陷和掺杂体）中相关的 3D 成像和化学制图。