【摘要】：現(xiàn)今,高分辨電子顯微學(xué)已成為物理、化學(xué)、生物和材料科學(xué)等領(lǐng)域不可缺少的研究手段。例如在生物結(jié)構(gòu)研究領(lǐng)域中,得到了最廣泛的應(yīng)用就是冷凍電鏡技術(shù)。冷凍電鏡的樣品制備是在樣品表面結(jié)成非晶水層,樣品厚度較高,成像所得到的電子顯微像距材料電鏡的電子顯微像還有一定的差距。通常在電子顯微鏡中的樣品厚度并不能全部滿足傳統(tǒng)的像襯理論,而在冷凍電鏡中,樣品的厚度尺寸比材料電鏡中的樣品厚度尺寸更大。厚度通常帶來的是非線性信息的增加從而會(huì)使像產(chǎn)生畸變,會(huì)導(dǎo)致其不反映樣品的結(jié)構(gòu)。本文通過xHREM軟件模擬非晶水模型,結(jié)合傳統(tǒng)像襯理論,贗弱相位物體近似理論和透射交叉系數(shù)理論近似得出非線性與線性信息的分離方法,并根據(jù)此方法利用MATLAB開發(fā)編寫出分離開這兩種信息的腳本程序;研究了厚度對(duì)非線性和線性信息的影響,得到了非線性與線性信息分別占主導(dǎo)的臨界厚度,然后利用解卷技術(shù)去除了非線性信息的影響,并利用編寫的解卷程序得到了非晶水結(jié)構(gòu)像。
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN16;TB303
【圖文】：

逑式中ｎ表示從散射物體的原點(diǎn)0到物體內(nèi)任意點(diǎn)Ｐ的矢量，ｉ？表示從戶點(diǎn)到觀察逡逑點(diǎn)的０’的距離，表示散射體內(nèi)的體積元，ｒｚｑ＋Ｒ，如圖２－１中所示．式子逡逑（２．１０）說明散射波不僅依賴于入射波，還與散射波本身有關(guān)。若認(rèn)為＾，即逡逑散射波遠(yuǎn)弱于透射波，而且一般，于是項(xiàng)可作為二階無窮小項(xiàng)而忽略逡逑之。再假設(shè)你觀察點(diǎn)到物體的距離遠(yuǎn)大于物體的線性大小，即則有逡逑ｅｘｐ邋（廣又７邋）邋ｊ邋史⑷—［２邋們？邋＞邋＿、）獷】］巧邋（２．１１）逡逑觀察點(diǎn)邐散射體逡逑圖２－１電子與物體發(fā)生散射示意圖逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ邋ｏｆ邋ｅｌｅｃｔｒｏｎｓ邋ａｎｄ邋ｏｂｊｅｃｔｓ逡逑從式子中可以看出，入射波只散射一次，即忽略了入射波與散射波之間的相互作逡逑用還有各個(gè)散射波之間的相互作用。逡逑若是假設(shè)有倒空間的矢量，定義上式中積分項(xiàng)逡逑Ｇ（ｕ）邋＝邋＾ｙｙＪ＾（ｒ）ｅｘｐ［２＾ｚｕ－ｒ］＾ｒ邐（２．１２）逡逑為散射波振幅。由（２．１２）中可以看出，物體對(duì)電子的散射振幅實(shí)際就是對(duì)物逡逑體的電勢(shì)分布函數(shù)的一個(gè)Ｆｏｕｒｉｅｒ變換：逡逑Ｇ（ｕ）邋＝邋Ｆ［＾（ｒ）］邐（２．１３）逡逑ｕ所在的空間稱為傅里葉空間，尸表示傅里葉變換操作。對(duì)于晶體而言，傅里葉逡逑空間即是倒易空間。逡逑２．１．３電子在晶體中受到的衍射作用逡逑把一個(gè)晶胞的電勢(shì)分布函數(shù)寫作％（ｒ）

圖２－２邋Ｋ邋ｉ邋ｒｃｈｈｏｆｆ公式中封閉曲面與矢量關(guān)系示意圖逡逑Ｆｉｇ．邋２－２邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｃｌｏｓｅｄ邋ｓｕｒｆａｃｅ邋ａｎｄ邋ｖｅｃｔｏｒ邋ｒｅｌａｔｉｏｎｓｌｉｉｐ邋ｉｎ邋Ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ邋ｆｏｒｍｕｌａ逡逑如圖２－２所示，假設(shè)在０處有點(diǎn)光源，它的強(qiáng)度是１，當(dāng)ｉ３觀察點(diǎn)和光源之逡逑間的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于光波長的時(shí)候，則根據(jù)Ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ公式會(huì)求得Ｐ點(diǎn)的波函數(shù)有逡逑…）＝－＃ｅｘｐ（Ｔ辦，）ｅｘｐ（—ｒ＾［ｃ°ｓ（ｎ？十—ｎ．ｒ）］必（２－２0）逡逑１１逡逑

假設(shè)一個(gè)二維物體，它的透射函數(shù)是以ｘ，ｙ），一個(gè)振幅為１的平面波垂直逡逑的入射到此物體上，而且此入射波在物體上的相位為零，物體Ａ和觀察面Ｂ相逡逑互平行，且Ａ和Ｂ間的距離大小為兒如圖２－３所示，可得式（２．２０）中的ｃｏｓ（ｎ．ｒ，；）逡逑與全部應(yīng)該為１。一般來說，電子的波長與物體大小的數(shù)量級(jí)相比是逡逑ｒ逡逑遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于的，所以對(duì)于光軸的各個(gè)散射波的偏轉(zhuǎn)角不是很大時(shí)，完全可以單獨(dú)考逡逑慮在光軸附近的情況，即稱為菲涅爾近似，也叫旁軸近似。于是在上式中的逡逑Ｃ0Ｓ0ｒ＾ｒ）項(xiàng)應(yīng)該近似為－１，項(xiàng)底下的分母就應(yīng)該近似為兄上面的分逡逑ｒ逡逑子中的ｒ可以近似的由下式給出逡逑「…邐，邐、２ｌ＋邐（ｘ－Ｘ）２邋＋（ｙ－Ｙ）２逡逑ｒ＝邋Ｒ２＋（ｘ－Ｘ）－邋＋（ｙ－Ｙ）邐＋邋＾邐１￣＾（２．２１）逡逑－邐」邐２Ｒ逡逑而后得到任意點(diǎn)在觀察面Ｂ上的波函數(shù)為逡逑—，ｖ）＝！￡＾＾ｗ）ｅｘｐ｜－逡逑（２．２２）逡逑［一；＋ｙｌ逡逑觀察發(fā)現(xiàn)上式中的積分項(xiàng)其實(shí)就是函數(shù)ＷＺ，Ｆ）與ｅｘｐ——Ｙ」的卷積，既逡逑有逡逑１２逡逑

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本文編號(hào)：2746061