利用深度降噪器揭示电子能量损失光谱中弱信号信息
仪器与探测器
2025-05-21 v1 材料科学
摘要
电子能量损失光谱 (EELS) 结合扫描透射电子显微镜 (STEM) 是一种确定材料成分和键合具有高空间分辨率的强大技术。尤其在日益复杂的 EELS 实验中，噪声常成为限制因素。直接电子探测器提供的信号特征为设计优秀降噪器提供了新机会。我们开发了一个基于卷积神经网络 (CNN) 的降噪器——无监督深度视频降噪器 (UDVD)，可应用于直接电子探测器获取的 EELS 数据集。我们描述了 UDVD 并解释了如何将其适用于能量损失光谱系列。为对 EELS 数据集上的降噪器性能进行基准测试，我们生成并降噪了一组模拟光谱。我们演示了直接电子探测器像素界面上与电荷扩散相关的效应，这会导致降噪后出现伪影。为抑制此类伪影，我们提出了一些调整。我们使用两个具有挑战性的真实数据实例演示了降噪器的有效性：一个是映射 CeO_2 纳米颗粒中掺杂的 Gd，另一个是以原子分辨率表征六方氮化硼 (h-BN) 中的振动模式。
引用
@article{arxiv.2505.14032,
title = {Revealing Information from Weak Signal in Electron Energy-Loss Spectroscopy with a Deep Denoiser},
author = {Yifan Wang and Mai Tan and Carlos Fernandez-Granda and Peter A. Crozier},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.14032},
year = {2025}
}