X射线线性吸收偏振取向断层扫描：重建纳米尺度三维取向场
材料科学
2025-04-18 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
晶体及有序材料的性质倾向于各向异性，其取向会影响材料的宏观行为与功能。三维（3D）成像各向异性材料性质取向的能力，是理解及功能导向开发新型材料的基础。随着 X 射线线性吸收偏振取向断层扫描（XL DOT）技术的发展，现已能够对微米尺寸的样品进行无损三维取向场映射。本文介绍了 XL DOT 的迭代、梯度-based 重建算法，可用于基于线性偏振的 3D 取向映射。由于线性偏振可由广泛的材料体现，XL DOT 可用于映射晶体取向，亦可用于映射铁电及反磁性有序，如铁电取向等。我们演示了该技术在取向场呈现平滑变化或颗粒状配置时具备良好的鲁棒性，并随后识别并讨论了实验数据获取的最优几何构型及重建的最优条件。我们预期该技术将在深化理解材料结构与其功能关系方面发挥关键作用，量化例如在广泛系统中（从功能材料到能源材料）纳米尺度下电荷分布及磁各向异性的取向。
引用
@article{arxiv.2504.12978,
title = {X-ray linear dichroic orientation tomography: reconstruction of nanoscale three-dimensional orientation fields},
author = {Andreas Apseros and Valerio Scagnoli and Manuel Guizar-Sicairos and Laura J. Heyderman and Johannes Ihli and Claire Donnelly},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.12978},
year = {2025}
}