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讨论关于球差校正电镜和普通电镜CTF曲线的比较

透射电镜(TEM)

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  • iamikaruk

    第1楼2010/08/02

    应该是说纯phase contrast成分减少了,用这种成像条件做出来的是phase contrast和amplitude contrast的混合。

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  • turkeyzz

    第2楼2010/08/03

    高分辨本来就应该是phasecontrast的,而且CTF函数的曲线上应该看不出amplititutecontrast的信息的,我觉得球差校正电镜应该找结构像的本领更强才是。总是觉得这条曲线不对劲是不是图球差电镜的两个不同变焦量的CTF曲线都不是最佳欠焦?????
    quote原文由biamikarukiamikarukb发表:应该是说纯phasecontrast成分减少了用这种成像条件做出来的是phasecontrast和amplitudecontrast的混合quote

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  • iamikaruk

    第3楼2010/08/03

    高分辨不是完全的phase contrast,它里面包含有amplitude contrast的信息。以前只讨论CTF的虚部是因为以前一直认为高分辨下的样品满足weak phase object approximation,所以实部忽略不计,而且定性来说解释的比较好。而现在则发现weak phase object approx.很难满足,即使是4nm的样品它也不满足这个近似,所以单纯考虑CTF的虚部是不行的,还要考虑其实部。另外这是在线性成像框架下讨论的结果,实际上还要考虑非线性成像,这个影响更大。

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  • turkeyzz

    第4楼2010/08/03

    高分辨里面包含有amplitude contrast的信息这个不错,现在只是考虑由于在样品很很薄的情况,虚部对衬度起决定作。但为什么在只考虑样品很薄的情况下,CTF函数中却没有一段较宽的平坦区域处于-1附近,这不就是说高分辨像不能很好的反应晶体式样的投影结构?我原本的意思是这个哦

    iamikaruk(iamikaruk) 发表:高分辨不是完全的phase contrast,它里面包含有amplitude contrast的信息。以前只讨论CTF的虚部是因为以前一直认为高分辨下的样品满足weak phase object approximation,所以实部忽略不计,而且定性来说解释的比较好。而现在则发现weak phase object approx.很难满足,即使是4nm的样品它也不满足这个近似,所以单纯考虑CTF的虚部是不行的,还要考虑其实部。另外这是在线性成像框架下讨论的结果,实际上还要考虑非线性成像,这个影响更大。

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  • iamikaruk

    第5楼2010/08/03

    turkeyzz(turkeyzz) 发表:高分辨里面包含有amplitude contrast的信息这个不错,现在只是考虑由于在样品很很薄的情况,虚部对衬度起决定作。但为什么在只考虑样品很薄的情况下,CTF函数中却没有一段较宽的平坦区域处于-1附近,这不就是说高分辨像不能很好的反应晶体式样的投影结构?我原本的意思是这个哦

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  • 蓝莓口香糖

    第6楼2010/08/03

    现在就先只说虚部的问题吧。虽然球差可以校正到0,但是高阶像差会继续出现,所有像差的总和是个空间频率的多项式,里面每个项的幂次不同。像差的影响是使电子波相位发生移动,所以这个多项式的值就决定了相位移动的多少。弱相位体近似下,衬度传递函数是取了像差函数的正弦。如果相位移动达到±π/2,传递函数就能取值±1。但是那个多项式随空间频率的变化是比较复杂的,在一定的范围内,虽然出现起伏,但不一定能达到±π/2,由此得到的传递函数的值自然就不是1。
    我随便找了两张图,大概能解释这个意思。

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  • turkeyzz

    第7楼2010/08/04

    谢谢 iamikaruk 和 蓝莓口香糖。
    虽然是听的似懂非懂,但还是继续去把他弄清楚吧,再次谢谢各位老师。

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  • longwood

    第9楼2010/08/05

    关键是绝大部分样品都不是相位体。

    如果是相位体,平面波入射,物体下表面出射波只有位相的改变,没有振幅的改变,那么球差校正的显微镜还不如有球差的显微镜。因为球差校正的显微镜,虽然能将物体出射波完整的传递到像平面,但是我们所能记录的只有电子的强度或者振幅,如果只有位相的变化,在正焦的情况下,我们是看不到任何衬度的,也就是得不到任何结构信息。相反有球差的显微镜,通过球差的作用能形成一定的幅度衬度,反而能被观察到。

    所以,就我所理解的HRTEM是phase contrast,不是指出射波只有位相的变化,而是指出射波由于样品的多束衍射的相干效应,在物体下表面而形成一定的amplitude contrast.进而出射波通过透镜传递到像平面,包括phase和amplitude又都再次受到了球差的影响从而形成了最终的像衬度。

    这样一来,显然球差校正的显微镜因为有更高的分辨率从而有优势。

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  • iamikaruk

    第10楼2010/08/06

    其实这个存在两方面的看法,一种看法是用C1,C3去补偿C5象差,而另外一种看法是用C1和C3的配合获得接近pi/2的phase plate。

    蓝莓口香糖(drizzlemiao) 发表:现在就先只说虚部的问题吧。虽然球差可以校正到0,但是高阶像差会继续出现,所有像差的总和是个空间频率的多项式,里面每个项的幂次不同。像差的影响是使电子波相位发生移动,所以这个多项式的值就决定了相位移动的多少。弱相位体近似下,衬度传递函数是取了像差函数的正弦。如果相位移动达到±π/2,传递函数就能取值±1。但是那个多项式随空间频率的变化是比较复杂的,在一定的范围内,虽然出现起伏,但不一定能达到±π/2,由此得到的传递函数的值自然就不是1。
    我随便找了两张图,大概能解释这个意思。

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  • iamikaruk

    第11楼2010/08/06

    其实对于任意的纯粹相位体而言,正焦情况下都是有衬度的,而且正焦情况下的衬度跟结构对应关系是最好的。

    longwood(templus) 发表:关键是绝大部分样品都不是相位体。

    如果是相位体,平面波入射,物体下表面出射波只有位相的改变,没有振幅的改变,那么球差校正的显微镜还不如有球差的显微镜。因为球差校正的显微镜,虽然能将物体出射波完整的传递到像平面,但是我们所能记录的只有电子的强度或者振幅,如果只有位相的变化,在正焦的情况下,我们是看不到任何衬度的,也就是得不到任何结构信息。相反有球差的显微镜,通过球差的作用能形成一定的幅度衬度,反而能被观察到。

    所以,就我所理解的HRTEM是phase contrast,不是指出射波只有位相的变化,而是指出射波由于样品的多束衍射的相干效应,在物体下表面而形成一定的amplitude contrast.进而出射波通过透镜传递到像平面,包括phase和amplitude又都再次受到了球差的影响从而形成了最终的像衬度。

    这样一来,显然球差校正的显微镜因为有更高的分辨率从而有优势。

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