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Imaging atomic-scale chemistry from fused multi-modal electron microscopy

npj Computational Materials 2022年第1期8卷 164-171页

作者： Jonathan Schwartz zichao wendy di Yi Jiang Alyssa J.Fielitz Don-Hyung Ha Sanjaya D.Perera Ismail El Baggari Richard D.Robinson Jeffrey A.Fessler Colin Ophus Steve Rozeveld Robert Hovden Department of Materials Science and Engineering University of MichiganAnn ArborMIUSA Mathematics and Computer Science division Argonne National LaboratoryLemontILUSA Advanced Photon Source Facility Argonne National LaboratoryLemontILUSA Dow Chemical Co. MidlandMIUSA Department of Material Science and Engineering Cornell UniversityIthacaNew YorkUSA School of Integrative Engineering Chung-Ang UniversitySeoulRepublic of Korea Department of Physics Cornell UniversityIthacaNYUSA The Rowland Institute at Harvard CambridgeMAUSA Department of Electrical Engineering and Computer Science University of MichiganAnn ArborMIUSA National Center for Electron Microscopy Lawrence Berkeley National LaboratoryMolecular FoundryBerkeleyCAUSA Applied Physics Program University of MIchiganAnn ArborMIUnited States

Efforts to map atomic-scale chemistry at low doses with minimal noise using electron microscopes are fundamentally limited by inelastic interactions.Here,fused multi-modal electron microscopy offers high signal-to-noise ratio(SNR)recovery of material chemistry at nano-and atomic-resolution by coupling correlated information encoded within both elastic scattering(high-angle annular dark-field(HAADF))and inelastic spectroscopic signals(electron energy loss(EELS)or energy-dispersive x-ray(EDX)).By linking these simultaneously acquired signals,or modalities,the chemical distribution within nanomaterials can be imaged at significantly lower doses with existing detector hardware.In many cases,the dose requirements can be reduced by over one order of magnitude.This high SNR recovery of chemistry is tested against simulated and experimental atomic resolution data of heterogeneous nanomaterials.

关键词： materials chemistry fused

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