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摘要
即使在像差校正电镜方兴未艾之时，材料的微观结构分析也面临残余像差、带轴偏离、表面损伤和辐照损伤等问题，不仅使电镜的空间分辨率近年来一直徘徊在0.5?左右，而且制约了微观结构分析的可靠性和精度。电子叠层(electron ptychography)是结合扫描透射电镜和相干衍射成像的一种计算成像方法，具有高空间分辨、高相位精度、高剂量效率等特点。电子叠层包括数据采集和数值重构两个阶段。在数据采集阶段，通过像素化探测器记录电子束在样品上二维扫描时每个位置的二维衍射图，形成所谓的四维扫描透射电镜数据集(four-dimensional scanning transmission electron microscopy, 4D-STEM)。在数值重构阶段，通过合适的算法从这些数据集中提取样品的振幅和相位。相比像差校正减小透镜像差对成像质量的影响而言，电子叠层可以消除这种影响，实现零像差成像，近乎完美地重现样品的真实结构。作者从材料微观结构分析面临的主要问题出发，简要介绍电子叠层的基本原理和算法，并通过应用实例介绍电子叠层的主要特点。
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单位清华大学; 材料学院
