電子顕微鏡像の最大エントロピー修復による構造解析法の研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09650063
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 花井 孝明 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 講師 (00156366)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 室岡 義栄 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助手 (40273263) ; 田中 成泰 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助手 (70217032)
• Keywords: 最大エントロピー法 / 画像修復 / 電子顕微鏡像 / ランダム空間分布制約条件 / 量子ノイズ / 構造解析法

Research Abstract

1.電子顕微鏡(TEM)像に含まれる量子ノイズが空間的にランダムに分布するという統計的性質を取り入れた,ランダム空間分布(RSD)制約条件により改良した最大エントロピー(ME)画像修復のプログラムを,大型計算機から備品として購入したパーソナルコンピュータに移植した.これにより,処理の進行に伴う像の変化の様子や,従来法であるχ^2条件との比較を視覚的に行うことが可能となり,また,defocus量などの処理に用いるパラメータの決定も容易となって,処理の確率が格段に向上した.
2.量子ノイズの振幅は各画素の電子数の平方根に等しいので,ME画像修復のためには電子数を精度よく求める必要がある.このために,TEM像の撮影に用いる電顕フィルムと,像のディジタル化に用いるフィルムスキャナの特性を考慮して,像のSN比を求めることによりディジタル像の階調を電子数に換算する手法を確立した.
3.上で述べたプログラムの動作と電子数を求める手法の正当性を示すために,弱位相物体と考えられるフェリチンを試料として用い,そのdefocus像の修復を行った.その結果,RSD条件を用いたME修復によりdefocusの影響が大幅に低減され,プログラムの正常な動作が確かめられるとともに,RSD条件の有効性を示すことができた.
4.結晶試料にME修復法を適用するために,動力学回折効果を考慮して試料内での電子の伝搬を再現するシミュレーションのプログラムを開発した.このプログラムと,ME修復プログラムを組み合わせることにより,次年度に結晶試料の構造解析法の研究を行う.

Research Products

• [Publications] 花井孝明: "Characteristics and Effectiveness of a FOil Lens for Correction of Spherical Aberration in Scanning Transmission Electron Microscopy(発表予定)" Journal of Electron Microscopy. 47・3. (1998)
• [Publications] 花井孝明: "Maximum Entropy Restoration of Electron Microscope Images with a Random-Spatial-Distribution Constraint(発表予定)" Scanning Electron Microscopy. Suppl.11. (1997)
• [Publications] 田中成泰: "Photochemical Etching Technique Preparing High-quality TEM Samples of n-type Compound Semiconductors" Journal of Electron Microscopy. 46・2. 129-133 (1997)