量化开源聚焦探针 4D-STEM ptychography 重构的相位大小

准确的计算性ptychography相位重构得益于具有高动态范围的快速直接电子相机，这些相机用于四维扫描透射电子显微镜（4D-STEM）。开源软件包的可用性正在使此类分析广为人知，尤其是在Python中实现时，能够就计算效率和重构质量进行比较。在本文中，我从原纯单层石墨烯的共轨束电子衍射图中重构原子相位位移，该材料是一种理想的剂量鲁棒性均匀相位物体，在Dectris ARINA探测器上获得，该探测器安装在运行60 keV的Nion UltraSTEM 100中，聚焦探针收敛半角为34 mrad。对于两种不同的记录最大散射角设置，我比较了一系列直接和迭代的开源相位重构算法，评估它们的计算效率和对倒空间分箱和实空间稀疏化数据的容忍度。通过基于稳健参数的方法对相位图像的质量进行评估，量化原子相位位移的变化，总体上与某些在绝对幅值和相位变化方面存在显著差异相一致。尽管这种变化在分析具有许多相同原子的数据时并不是一个主要问题，但它会限制我们能够依赖的精确度，例如对于独特的缺陷或掺杂原子位点，这些位点也更容易受到剂量敏感性的影响。总体而言，这些发现以及随附的开放数据和代码为实现所需相位精度的取样提供了有用的指导，并表明在依赖电子ptychography进行原子尺度电磁性质的定量分析时，需要特别注意。