光谱低能电子显微镜数据的定量分析：高动态范围成像、漂移校正与聚类分析
材料科学
2020-10-02 v1 仪器与探测器
摘要
对于许多复杂材料体系，低能电子显微镜（LEEM）通过自然结合实空间与倒易空间信息，提供了对形貌与晶体学的详尽洞察。然而其独特优势在于所有测量均可轻易以能量依赖方式执行。因此，应将该测量视为多维光谱数据集而非图像，以充分发掘此潜力。本文描述一种测量与数据分析方法，用以获取具有高横向分辨率的此类定量光谱 LEEM 数据集。所采用的探测器校正与调整技术使得在四个数量级强度范围内测量真实反射率值成为可能。此外，我们展示一种专为具有反相衬度的 LEEM 数据集定制的漂移校正算法，其以亚像素精度实现校正且无需特殊计算需求。最后，我们应用降维技术将数百幅图像数据集的关键光谱特征浓缩为两幅可轻松直观呈现与解读的单一图像。我们利用聚类分析自动识别视场中不同材料并计算每类材料的平均谱。我们通过分析在碳化硅上生长的数层石墨烯的明场与暗场数据集演示了这些方法，并提供了高性能 Python 实现。
引用
@article{arxiv.1907.13510,
title = {Quantitative analysis of spectroscopic Low Energy Electron Microscopy data: High-dynamic range imaging, drift correction and cluster analysis},
author = {Tobias A. de Jong and David N. L. Kok and Alexander J. H. van der Torren and Henrik Schopmans and Rudolf M. Tromp and Sense Jan van der Molen and Johannes Jobst},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.13510},
year = {2020}
}