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提高场发射高分辨电子显微镜图像分辨率的研究

批准号10474122 学科分类固体结构和人工微结构 ( A040101 )
项目负责人李方华 负责人职称研究员 依托单位中国科学院物理研究所
资助金额35.00
万元
项目类别面上项目 研究期限2005 年 01 月 01 日 至
2007 年 12 月 31 日
中文主题词高分辨电子显微学;晶体结构;晶体缺陷;图像处理
英文主题词

摘要

中文摘要 本项目的目标是结合当前许多功能材料尺寸微小且未必完整的现状,建立发展一种达到原子分辨率、且有效可靠的研究材料结构及微结构的技术。为此在前一个基金项目研究成果的基础上,用解卷处理技术,(1)以III-V族半导体为主要对象,研究晶体缺陷中的原子排布,(2)以组成原子轻重悬殊的完整晶体材料为对象,研究从解卷像上揭示间距不同、轻重不同原子的规律,(3)研究把处理后的显微像分辨率提高至电镜信息分辨极限之上的可行性。研究内容的核心是阐明提高场发射电镜图像分辨率的规律和极限,明确借助解卷技术,能在哪些情况下,在还原显微像上被畸变的结构信息的同时,能揭示出更高分辨率的结构细节。研究结果的意义不仅是提供一些重要材料的晶体结构和微结构资料,更重要的意义在于发展新的电子显微学分析技术,从而使用价格相对低廉得多的中等电压场发射电镜,能得到在分辨率上相当于价格很昂贵的超高压高分辨电镜给出的结构图像。
英文摘要
结题摘要 在本项目负责人过去主持的多个国家自然科学基金项目的研究基础上,一方面发展并完善了原有的电子晶体学图像处理技术,另一方面针对200千伏、六硼化镧灯丝高分辨电镜(点分辨本领约0.2 nm)拍摄的显微像,在恢复实验显微像被畸变的结构信息的同时,提高像的分辨率,得到了常规方法所得不到的结构信息。这在学科上推进了实用高分辨电子显微学的发展。所发展的技术主要有研究原子分辨率界面结构的图像处理技术、借助高分辨电子显微像研究无公度调制结构的方法和结合高分辨电子显微像测定注入原子位置和含量的方法。在凝聚态物质晶体结构和微结构研究方面用200千伏的电镜得出有特色的创新结果主要有:区分开了立方SiC晶体中间距只有0.109 nm的Si和C原子,从而确定了一个30 不全位错的<111>截断原子面终止于C原子,确定了一个微孪晶是180 旋转孪晶,并得出孪晶界的原子组态;观察到铌酸钡钙晶体无公度调制结构中原子的位移和组分调制情况,澄清了2006年在JAP上发表的错误观点;大幅度地改善球差校正像的质量,清晰地分辨开Si晶体中间距为0.136 nm的原子;得出超导体钇钡铜氧中孪晶位错的核心结构。

成果

序号 标题 类型 作者
1 最大熵解卷用于La0.4Ca2.6Mn2O7 会议 李雪明、王蓉、李方华
2 Ca0.28Ba0.72Nb2O6晶体结构的高 会议 葛炳辉、王蓉、李方华
3 超导氧化物Li1-xNbO2 的高分辨电 会议 王玉梅、王 蓉、李方华、车广灿
4 Crystal Structure and defect d 会议 李方华
5 电子晶体学图像处理在矿物学中的 会议 李方华

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