测定微小晶体结构的电子晶体学图像处理技术

作者:李方华 刊名:物理 上传者:王述洋

【摘要】介绍了2005年国家自然科学奖二等奖获奖项目“微小晶体结构测定的电子晶体学研究”.研究目的是建立一种借助高分辨电子显微像测定晶体结构的新方法.为此提出了高分辨电子显微学与衍射晶体学相结合的思想,在实现此思想的过程中,研究了像衬的规律,得出实用的像衬公式和理论,阐明了不同种类原子像衬与晶体厚度的关系,而且用理论指导实验,观察到晶体中锂原子的像衬.以此理论为依据,把衍射晶体学中的多种分析方法特包是直接法引入到高分辨电子显微学中,建立了一套全新的电子晶体学图像处理技术,开发了相应的可视化专用软件包,并应用于测定多个未知晶体结构.文中逐一介绍了研究工作全过程的关键问题和研究结果.

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http:Πwww. wuli. ac. cn                    物理 特约专稿 测定微小晶体结构的电子晶体学图像处理技术3, 1) 李 方 华g(中国科学院物理研究所  北京凝聚态物理国家实验室  北京  100080)摘  要   介绍了 2005年国家自然科学奖二等奖获奖项目“微小晶体结构测定的电子晶体学研究 ” . 研究目的是建 立一种借助高分辨电子显微像测定晶体结构的新方法. 为此提出了高分辨电子显微学与衍射晶体学相结合的思想 , 在实现此思想的过程中 ,研究了像衬的规律 ,得出实用的像衬公式和理论 ,阐明了不同种类原子像衬与晶体厚度的关系 ,而且用理论指导实验 ,观察到晶体中锂原子的像衬. 以此理论为依据 ,把衍射晶体学中的多种分析方法特包是直接法引入到高分辨电子显微学中 ,建立了一套全新的电子晶体学图像处理技术 ,开发了相应的可视化专用软件包 ,并应用于测定多个未知晶体结构. 文中逐一介绍了研究工作全过程的关键问题和研究结果. 关键词   电子晶体学 ,晶体结构 ,电子衍射 ,高分辨电子显微学 ,图像处理 ,像衬理论 ,直接法 ,最大熵 Electron crystallographic image processing techniques of structure determ ination for m inute crystals L I Fang2Huag( Institute of Physics, B eijing N ational Laboratory of Condensed M atter Physics, Chinese Academ y of Sciences, B eijing 100080, China)Abstract   The project“Electron crystallography study on the structure determination of minute crystals”that won a Second ClassNationalNatural Science Award in 2005 is described. The aim of the research was to set up a new method of crystal structure determination by means of high2resolution electron microscope images. For this purpose an idea to combine high2resolution electron microscopy and diffraction crystallography was proposed. To realize this idea the principles of image contrast were investigated, a practical equation of image intensity was de2rived and the corresponding image contrast theory developed. The variation of image contrastwith crystal thickness for different kinds of atoms was elucidated. This led to the successful observat

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