蛋白质晶体高分辨电子显微像的直接法解卷

蛋白质晶体高分辨电子显微像的直接法解卷＊阳世新李方华（中国科学院物理研究所和中国科学院凝聚态物理中心，北京１０００８０）＊本工作得到国家自然科学基金委员会的资助基于弱相位体近似的高分辨电子显微像解卷处理已成功应用于测定无机材料的晶体结构［１］。曾分别...     

GaN缺陷晶体高分辨电子显微像的解卷处理

拍摄高分辨电子显微像时未必总靠近Scherzer聚焦条件，且晶体有一定厚度，致使像未必反映晶体结构。对高分辨像进行解卷处理是校正像中畸变的晶体结构信息并提高图像分辨率的有效方法。本文用高分辨像图像解卷处理方法研究GaN材料中缺陷核心的原子配置。     

高分辨电子显微像的定量分析与应用I.基于图像处理的高分辨像定量分析方法

本文通过研究高分辨电子显微像的图像处理技术,系统地建立了两种高分辨原子像亮点中心精确定位的处理方法:灰度梯度检测法和峰谷提取-灰度平均法.基于原子像亮点中心定位技术,使用最小二乘法,建立了测量高分辨像中局部点阵参数和晶格畸变的实际处理过程.结合像模拟、图像匹配等手段,详细研究了从高分辨像中提取元素分布、原子结构等信息的定量分析方法;并建立了一套UNIX平台上的高分辨像定量分析程序包,具有较高的精度和广泛的用途.     

球差校正高分辨电子显微像的像衬和解卷处理

本工作将赝弱相位物体近似像衬理论延伸至球差校正高分辨电子显微像,分析了球差校正像的衬度随样品厚度的变化规律。指出非Schemer聚焦条件下球差校正电镜拍摄的高分辨像仍未必反映晶体结构,讨论了解卷处理方法应用于球差校正像的有效性,并以有12型层错的GaN晶体为例,借助像模拟肯定了解卷处理能用于复原原子分辨率晶体缺陷的结构像。     

复合晶体硫化物Sr1.145TiS3的高分辨电子显微术研究

与(PbS)-{1.12}VS-2,Ba-xFe-2S-4等三元金属硫化物一样[1,2],Sr-{1.145}TiS-3的晶体结构也很复杂[3].在四维超空间群的基础上使用粉末X射线数据和Rietveld分析方法确定了无公度复合晶体硫化物Sr-{1.145}TiS-3的晶体结构[4].它的基本结构是由空间群分别为R3m和P31c的TiS-3亚点阵和Sr亚点阵沿着晶体的c轴相互穿插形成的.以六角晶系来标定,其晶格常数为a-1=a-2=1.15108nm,c-1(TiS-3)=0.29909nm和c-2(Sr)=0.5226nm.用透射电子显微术研究其结构特性的报导还未见到.本文首次报导用透射电子显微术在原子尺度研究复合晶体硫化物Sr-{1.145}TiS-3晶体中Sr原子和S原子相互调制的结果.     

高分辨电子显微像的定量分析与应用Ⅱ.InGaAs/GaAs应变层超晶格的高分辨像定量分析

使用高分辨像定量分析方法和像模拟技术,对外延生长的GaAs/InxGa1-xAs应变层超晶格的微观组态进行了详细的分析.用像模拟验证了成像位置与结构投影的对应关系.使用像点定位及畸变测量的分析方法,获得了晶格畸变位移分布图及畸变沿生长方向的分布曲线,扣除由四方畸变导致的点阵膨胀与收缩,得到了仅由In元素分布导致的点阵参数变化曲线.由晶格参数与In元素含量的线性对应关系,获得了超晶格中In元素沿生长方向的分布曲线.     

对最大熵法像解卷处理的进一步探讨

在弱相位物体近似下,高分辨电子显微像的强度正比于晶体的电势投影分布函数与衬度传递函数的付立叶变换的卷积。借助解卷处理可以把一幅在任意离焦条件下拍摄的高分辨像转变成晶体结构投影图。七十年代后期,李方华、范海福提出用衍射分析中的直接法来进行像解卷,特点是只需用一幅任意离焦条件的像便可恢复出晶体的结构投影图。近来,胡建军、李方华将最大熵原理应用于高分辨电子显微像的解卷处理中,也只需从一幅任意离焦条件的像出发,曾用此方法测定了未知晶体结构。     

高分辨电子显微像的定量分析与应用II.InGaAs/GaAs应变层超晶格的高分辨像定量分析

使用高分辨像定量分析方法和像模拟技术，对外延生长的ＧａＡｓ／ＩｎｘＧａ１－ｘＡｓ应变层超晶格的微观组态进行了详细的分析。用像模拟验证了成像位置与结构投影的对应关系。使用像点定位及畸变测量的分析方法，获得了晶格畸变位移分布图及畸变沿生长方向的分布曲线，扣除由四方畸变导致的点阵膨胀与收缩，得到了仅由Ｉｎ元素分布导致的点阵参数变化曲线。由晶格参数与Ｉｎ元素含量的线性对应关系，获得了超晶格中Ｉｎ元素沿生长方向的分布曲线。     

精确测定高分辨电子显微像中亮点位置的图像处理方法

本文提出了一些实用的高分辨原子像分割及定位方法。原子像分割由提取原子像的谷位网络实现。原子像亮点定位可由像素点灰度峰值检测法或局部像素点灰度平均法完成。这些方法都基于计算机图像处理技术在原子像分析中的应用。     

像的解卷处理在球差校正场发射高分辨电子显微镜中的应用

自Haider等人成功地将CM200场发射透射电镜改造成球差校正电镜以来，越来越多的人致力于相关的电镜技术及实验研究。在200kv的场发射透射电镜中，加入两个能产生可调性负球差的六极校正系统，使总球差系数Cs减小为0甚或为负。当Cs接近于零时，由CTF曲线(图1)可知，     

基于VB的电镜图片中粒径分布统计程序的开发

纳米材料粒径分布是材料合成、催化应用等领域一项重要的表征手段。在统计电镜图片粒径分布的方法中,目前主要以传统手动测量和全自动分析软件两种为主。传统手动测量存在费时、复杂等缺点,而全自动分析软件也很难有效地测试非球形、分布复杂的颗粒粒径。以Visual Basic 6.0作为编程平台,集合图片处理、数据统计、数据导出等技术,开发了一款电镜图片粒径分布统计程序。该程序支持结果快速查看和数据导出功能,为测量各种形貌的微/纳米材料的粒径提供了一种方便的方法。     

Separation of linear and non-linear imaging components in high-resolution transmission electron microscope images

Linear and non-linear image components in high-resolution transmission electron microscope images were successfully separated by applying a bandpass filter to the three-dimensional Fourier spectrum of its through-focus series of images. In the observed lattice image of a wedgeshaped Si [110] crystal, we determined the magnitude of the contribution of the non-linear imaging components to the total image intensity distribution. The contribution was proved to become sometimes larger than that of the linear imaging component, even at a thickness of 13 nm.     

Computer-controlled scanning electron microscope system for high-resolution microelectronic pattern fabrication

A small, dedicated computer has been interfaced to a scanning electron microscope (SEM) for the purpose of generating, registering, and fabricating microelectronic device and circuit patterns with submicron dimensions. A preliminary registration accuracy of ±0.1 µm over a (950-µm)²pattern field has been demonstrated.     

Three-dimensional blind deconvolution of SPECT images

Thanks to its ability to yield functionally rather than anatomically-based information, the three-dimensional (3-D) SPECT imagery technique has become a great help in the diagnostic of cerebrovascular diseases. Nevertheless, due to the imaging process, the 3-D single photon emission computed tomography (SPECT) images are very blurred and, consequently, their interpretation by the clinician is often difficult and subjective. In order to improve the resolution of these 3-D images and then to facilitate their interpretation, we propose herein to extend a recent image blind deconvolution technique (called the nonnegativity support constraint-recursive inverse filtering deconvolution method) in order to improve both the spatial and the interslice resolution of SPECT volumes. This technique requires a preliminary step in order to find the support of the object to be restored. In this paper, we propose to solve this problem with an unsupervised 3-D Markovian segmentation technique. This method has been successfully tested on numerous real and simulated brain SPECT volumes, yielding very promising restoration results.     

透射电镜与扫描电镜分析

文章简要介绍了透射电镜和扫描电镜两种当前主要的电子显微分析方法的应用,比较了它们的结构和工作原理,讨论了各自的应用范围以及发展方向,指出将两者有机结合可以得到比较全面的材料分析结果。     

基于低秩稀疏分解的湍流退化图像序列的盲去卷积算法

针对湍流退化图像序列存在像偏移、像抖动和像 模糊的问题,提出一种基于低秩稀疏分解和多帧去 卷积的图像复原算法。首先分析大气湍流下图像序列的退化特征,然后在低秩稀疏分解的思 想下,采用非增广拉格朗日乘子(IALM)法优化由低秩 矩阵的核范数和稀疏 矩阵的Frobenius范数之和构成的目标函数,将湍流退化序列分解为低秩稳像和稀疏湍流两 部分;最后利用 多帧去卷积算法复原对齐的稳像。实验结果表明,本文算法能够有效校 正湍流像素偏移,在提高复原质量和速度方面取得了明显的效果。