说明:本文华算科技手把手教你用Digital Micrograph(DM)把“毛玻璃”变成可发表的高分图。
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首先,扫码发送“315”下载DM软件

DOI:10.1002/smll.202502478

在拿到HRTEM原图时,首先需要对图片进行降噪处理以增加图片的清晰度。
第一步,我们在DM软件中打开目标文件(本文的示例为氧化亚铜的高分辨透射电镜图):

傅里叶变换是TEM图片处理中“从定性观察到定量分析”的核心工具——它将空间域中复杂的微观结构(晶格、缺陷、界面)转换为频率域的直观信号(斑点、环、强度分布),实现了晶格参数的精确测量、噪声的有效过滤、缺陷的精准识别及取向关系的系统分析:
1、对图片进行傅里叶变换,选择“Process”中的“FFT”(其中“Binned FFT”是压缩像素的傅里叶变换;“Live”是实时傅里叶变换,可以根据这一功能选择衍射斑点较为清晰的界面进行分析):

2、在傅里叶变换窗口右击选择“Array”工具,将两个箭头尽量拖至斑点的中心:

3、选择“Process”中的“Apply Mask”应用所标记的点,可以通过修改“Smooth…”中的值来改变反傅里叶图片的像素:

4、最后选择“Process”中的“Inverse FFT”来进行反傅里叶变化,如图所示降噪后的区域要比未降噪之前的区域更加清晰:


1、对TEM图片中的细节进行放大处理,首先框选自己需要的部分,快捷键“Ctrl+C”可复制选择好的区域,快捷键“Ctrl+Alt+V”,即可在一个新的窗口显示该区域:


在TEM图片的处理中,晶距标定是最常见的图片处理要求,是TEM从“图像观察”上升到“结构解析”的核心桥梁,它将直观的微观图像转化为可量化的晶体学参数,为材料的物相鉴定、结构表征、性能关联提供了不可替代的定量依据,是材料科学、凝聚态物理、催化化学等领域微观研究的 “基石步骤”。
1、首先需要确定标尺,选择直线工具在原标尺上标记,尽量覆盖整个标尺。接着打开“Analysis”中的“Calibrate”确认标尺,在弹出的界面根据原标尺对数值和单位进行修改:

2、接着开始测量晶面间距,选择“Profile”工具沿着垂直于晶格条纹的方向画一条直线,直线的长度为十几个晶格;画线结束后即可弹出如图所示的界面:

3、在出现的界面选择一个峰作为初始峰,选择这个峰并向后拉伸10个峰左右的距离,将得到的数值除以10即可获得每个晶格的宽度(2.064/10=0.2064nm):

4、最后通过直线和箭头工具在原图上标出晶面间距即可:

5、同样的还可以对傅里叶变换中的衍射斑点进行晶面测量,在傅里叶图层量取中心对称两个点之间的长度,这样可以减小误差;
首先选择工具中的“Line”连接两个点(可以放大图层让线的端点尽量位于衍射光斑的圆心),选择“Analysis”中的“Calibration”,即可得出两点之间的长度:

6、得出的长度为两个衍射斑点之间的长度,单个晶面的长度需要将长度*2,0.1029*2=0.206nm;具体的公式如下所示:

式中l0为标距长度,l1为两个衍射斑点之间的长度,λ为比例尺,ld为衍射斑点距离衍射中心的长度,dd为实际晶面长度。

晶面匹配是TEM图片处理中从“静态结构观察”到“动态性能解析”的核心纽带——它不仅描述了晶体间的几何适配关系,更揭示了界面应力、缺陷演化、生长规律等深层次问题,为材料的结构优化、性能调控提供了微观尺度的定量依据,是连接材料微观结构与宏观性能的“关键解码步骤”。
1、首先打开“Jade”软件,右击“S/M”图标,选择使用化学元素分类筛选;在弹出的界面选择样品中所包含的元素(本文的示例为氧化亚铜,选择O元素和Cu元素),点击“OK”:

2、元素确定后,选择“所有子相库”,在弹出的界面选择自己需要的PDF标准卡片进行匹配:

3、将测量得到的晶面间距和衍射斑点之间的距离与卡片中的d值进行匹配(注意单位的换算,1Å=10nm),并在TEM图中标出:

4、这样就完成了一张HETEM图像的处理工作。
