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基于软X射线谱学显微双能衬度图像的元素空间分布研究

张祥志 许子健 甄香君 王勇 郭智 严睿 常睿 周冉冉 邰仁忠

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基于软X射线谱学显微双能衬度图像的元素空间分布研究

张祥志, 许子健, 甄香君, 王勇, 郭智, 严睿, 常睿, 周冉冉, 邰仁忠

Soft X-ray spectromicroscopy dual-energy contrast image for element spatial distribution analysis

Zhang Xiang-Zhi, Xu Zi-Jian, Zhen Xiang-Jun, Wang Yong, Guo Zhi, Yan Rui, Chang Rui, Zhou Ran-Ran, Tai Ren-Zhong
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  • 上海光源软X射线谱学显微实验站(BL08U)可实现30 nm空间分辨的元素探测功能.实验中,对样品内要标识元素的吸收边附近两个能量(E1和E2,且E1>E2)分别进行扫描成像,然后将这两幅吸收图上对应像素点的光密度相比,得到的相比双能衬度图像可有效地显示该元素的空间分布信息.相对于另一种常用的相减双能衬度图像分析法,这种方法对元素空间分布的显示更为
    The detection of chemical speciation with spatial resolution of 30 nm has been implemented at BL08U soft X-ray spectromicroscopy endstation of Shanghai Synchrotron Radiation Facility. For each specimen, we scan two absorption images separately at two energies E1 and E2 near the absorption edge of the element with E1>E2. After calculating the signal ratio of each pair of the corresponding pixels’ optical density in the two absorption images, we can obtain the map of the spatial distribution of that element. Compared with the conventional analysis method of K-edge subtraction (KES), our ratio analysis method is more sensitive and accurate in identifying the spatial distribution of the interested elements, and the definition of the contrast threshold determining whether a pixel contains the interested element, is simpler and clearer in physics. Through the analysis and calculation of the spatial distributions of the oxygen element on a pre-oxidized polyacrylonitrile fiber cross-section, we can verify the effectiveness of the ratio analysis method compared to the traditional KES method. This ratio method provides a new analysis tool for fast mapping the distribution of trace elements.
    • 基金项目: 中国科学院知识创新工程重要方向性项目(批准号:KJCX2-YW-N38)和上海市基础研究重点项目(批准号:08JC1422600)资助的课题.
    [1]

    Wang M, Hu X F, Wu X P 2006 Acta Phys. Sin. 55 4065 (in Chinese) [汪 敏、胡小方、伍小平 2006 物理学报 55 4065]

    [2]

    Zhang D, Li Z, Huang Z F, Yu A M, Sha W 2006 Chin. Phys. 15 1731

    [3]

    Ade H, Zhang X, Cameron S, Costello C, Kirz J, Williams S 1992 Science 258 972

    [4]

    Lerotic M, Jacobsen C, Schfer T, Vogt S 2004 Ultramicroscopy 100 35

    [5]

    de Stasio G, Rajesh D, Casalbore P, Daniels M J, Erhardt R J, Frazer B H, Wiese L M, Richter K L, Sonderegger B R, Gilbert B, Schaub S, Cannara R J, Crawford J F, Gilles M K, Tyliszczak T, Fowler J F 2005 Neurochem. Res. 27 391

    [6]

    Shu H, Zhu P P, Wang Y, Gao X, Yin H X, Liu B, Yuan Q X, Huang W X, Luo S Q, Gao X L, Wu Z Y, Fang S X 2006 Acta Phys. Sin. 55 1099 (in Chinese) [舒 航、朱佩平、王 越、高 欣、尹红霞、刘 波、袁清习、黄万霞、罗述谦、高秀来、吴自玉、方守贤 2006 物理学报 55 1099]

    [7]

    Frazer B H, Sonderegger B R, Gilbert B, Richter K L, Salt C, Wiese L M, Rajesh D, Howard S P, Fowler J F, Mehta M P, de Stasio G 2003 the 7th International Conference on X-Ray Microscopy Grenoble, France, July 28—August 2, 2002 p349

    [8]

    Yu B, Peng X, Tian J D, Niu H B 2005 Acta Phys. Sin. 54 2304 (in Chinese) [于 斌、彭 翔、田劲东、牛憨笨 2005 物理学报 54 2304]

    [9]

    Beer A 1852 Ann. Physik 86 78

    [10]

    Okuno K, Ohigashi T, Kamiyama S, Hirai S, Matsubara J, Watanabe N, Aoki S 2006 Proceedings of the 8th International Conference on X-Ray Microscopy Himeji, Japan, July 26—30, 2006 pp357,358

    [11]

    Engstrm A 1962 X-ray Microanalysis in Biology and Medicine (New York: Elsevier) p9

    [12]

    Yang F J 2000 Atomic Physics (3rd) (Beijing: Higher Education Press) pp278,279 (in Chinese) [杨福家 2000 原子物理学(第三版) (北京: 高等教育出版社) 第278,279页]

    [13]

    Kruger R A, Mistretta C A, Crummy A B, Sackett J F, Goodsitt M M, Riederer S J, Houk T L, Shaw C G, Fleming D 1977 Radiology 125 243

    [14]

    Lewin J M, Isaacs P K, Vance V, Larke F J 2003 Radiology 229 261

    [15]

    Lewis R 1997 Phys. Med. Biol. 42 1213

  • [1]

    Wang M, Hu X F, Wu X P 2006 Acta Phys. Sin. 55 4065 (in Chinese) [汪 敏、胡小方、伍小平 2006 物理学报 55 4065]

    [2]

    Zhang D, Li Z, Huang Z F, Yu A M, Sha W 2006 Chin. Phys. 15 1731

    [3]

    Ade H, Zhang X, Cameron S, Costello C, Kirz J, Williams S 1992 Science 258 972

    [4]

    Lerotic M, Jacobsen C, Schfer T, Vogt S 2004 Ultramicroscopy 100 35

    [5]

    de Stasio G, Rajesh D, Casalbore P, Daniels M J, Erhardt R J, Frazer B H, Wiese L M, Richter K L, Sonderegger B R, Gilbert B, Schaub S, Cannara R J, Crawford J F, Gilles M K, Tyliszczak T, Fowler J F 2005 Neurochem. Res. 27 391

    [6]

    Shu H, Zhu P P, Wang Y, Gao X, Yin H X, Liu B, Yuan Q X, Huang W X, Luo S Q, Gao X L, Wu Z Y, Fang S X 2006 Acta Phys. Sin. 55 1099 (in Chinese) [舒 航、朱佩平、王 越、高 欣、尹红霞、刘 波、袁清习、黄万霞、罗述谦、高秀来、吴自玉、方守贤 2006 物理学报 55 1099]

    [7]

    Frazer B H, Sonderegger B R, Gilbert B, Richter K L, Salt C, Wiese L M, Rajesh D, Howard S P, Fowler J F, Mehta M P, de Stasio G 2003 the 7th International Conference on X-Ray Microscopy Grenoble, France, July 28—August 2, 2002 p349

    [8]

    Yu B, Peng X, Tian J D, Niu H B 2005 Acta Phys. Sin. 54 2304 (in Chinese) [于 斌、彭 翔、田劲东、牛憨笨 2005 物理学报 54 2304]

    [9]

    Beer A 1852 Ann. Physik 86 78

    [10]

    Okuno K, Ohigashi T, Kamiyama S, Hirai S, Matsubara J, Watanabe N, Aoki S 2006 Proceedings of the 8th International Conference on X-Ray Microscopy Himeji, Japan, July 26—30, 2006 pp357,358

    [11]

    Engstrm A 1962 X-ray Microanalysis in Biology and Medicine (New York: Elsevier) p9

    [12]

    Yang F J 2000 Atomic Physics (3rd) (Beijing: Higher Education Press) pp278,279 (in Chinese) [杨福家 2000 原子物理学(第三版) (北京: 高等教育出版社) 第278,279页]

    [13]

    Kruger R A, Mistretta C A, Crummy A B, Sackett J F, Goodsitt M M, Riederer S J, Houk T L, Shaw C G, Fleming D 1977 Radiology 125 243

    [14]

    Lewin J M, Isaacs P K, Vance V, Larke F J 2003 Radiology 229 261

    [15]

    Lewis R 1997 Phys. Med. Biol. 42 1213

  • [1] 赵昌哲, 司尚禹, 张海鹏, 薛莲, 李中亮, 肖体乔. 晶体X射线劳厄衍射分束特性研究. 物理学报, 2022, 71(4): 046101. doi: 10.7498/aps.71.20211674
    [2] 赵昌哲, 司尚禹, 张海鹏, 薛莲, 李中亮, 肖体乔. 晶体X射线劳厄衍射分束特性研究. 物理学报, 2021, (): . doi: 10.7498/aps.70.20211674
    [3] 周光照, 胡哲, 杨树敏, 廖可梁, 周平, 刘科, 滑文强, 王玉柱, 边风刚, 王劼. 上海光源硬X射线相干衍射成像实验方法初探. 物理学报, 2020, 69(3): 034102. doi: 10.7498/aps.69.20191586
    [4] 杨俊亮, 李中亮, 李瑭, 朱晔, 宋丽, 薛莲, 张小威. 多晶体光路配置的X射线衍射特性及在表征同步辐射光束线带宽上的应用. 物理学报, 2020, 69(10): 104101. doi: 10.7498/aps.69.20200165
    [5] 王海波, 罗震林, 刘清青, 靳常青, 高琛, 张丽. 共振X射线衍射研究高温超导Sr2CuO3.4晶体中的调制结构. 物理学报, 2019, 68(18): 187401. doi: 10.7498/aps.68.20190494
    [6] 张瑶, 汤善治, 李明, 王立超, 高俊祥. 同步辐射中双压电片反射镜的研究现状. 物理学报, 2016, 65(1): 010702. doi: 10.7498/aps.65.010702
    [7] 孙璐, 火炎, 周超, 梁建辉, 张祥志, 许子健, 王勇, 吴义政. 利用扫描透射X射线显微镜观测磁涡旋结构. 物理学报, 2015, 64(19): 197502. doi: 10.7498/aps.64.197502
    [8] 戚俊成, 叶琳琳, 陈荣昌, 谢红兰, 任玉琦, 杜国浩, 邓彪, 肖体乔. 第三代同步辐射光源X射线相干性测量研究. 物理学报, 2014, 63(10): 104202. doi: 10.7498/aps.63.104202
    [9] 曾鹏, 袁铮, 邓博, 袁永腾, 李志超, 刘慎业, 赵屹东, 洪才浩, 郑雷, 崔明启. 软X射线条纹相机透射式Au与CsI阴极谱响应灵敏度标定. 物理学报, 2012, 61(15): 155209. doi: 10.7498/aps.61.155209
    [10] 闫芬, 张继超, 李爱国, 杨科, 王华, 毛成文, 梁东旭, 闫帅, 李炯, 余笑寒. 基于同步辐射的快速扫描X射线微束荧光成像方法. 物理学报, 2011, 60(9): 090702. doi: 10.7498/aps.60.090702
    [11] 乐孜纯, 张明, 董文, 全必胜, 刘魏, 刘恺. 制作工艺误差对X射线组合折射透镜聚焦性能影响研究. 物理学报, 2010, 59(9): 6284-6289. doi: 10.7498/aps.59.6284
    [12] 乐孜纯, 董文, 刘魏, 张明, 梁静秋, 全必胜, 刘恺, 梁中翥, 朱佩平, 伊福廷, 黄万霞. 抛物面型X射线组合折射透镜聚焦性能的理论与实验研究. 物理学报, 2010, 59(3): 1977-1984. doi: 10.7498/aps.59.1977
    [13] 薛艳玲, 肖体乔, 吴立宏, 陈灿, 郭荣怡, 杜国浩, 谢红兰, 邓彪, 任玉琦, 徐洪杰. 利用X射线相衬显微研究野山参的特征结构. 物理学报, 2010, 59(8): 5496-5507. doi: 10.7498/aps.59.5496
    [14] 陈伯伦, 杨正华, 曹柱荣, 董建军, 侯立飞, 崔延莉, 江少恩, 易荣清, 李三伟, 刘慎业, 杨家敏. 同步辐射标定平面镜反射率不确定度分析方法研究. 物理学报, 2010, 59(10): 7078-7085. doi: 10.7498/aps.59.7078
    [15] 张 凯, 朱佩平, 黄万霞, 袁清习, 刘 力, 袁 斌, 王寯越, 舒 航, 陈 博, 刘宜晋, 李恩荣, 刘小松, 吴自玉. 代数迭代重建算法在折射衬度CT中的应用. 物理学报, 2008, 57(6): 3410-3418. doi: 10.7498/aps.57.3410
    [16] 汪 敏, 胡小方, 伍小平. 同步辐射计算机断层技术衬度误差机理分析. 物理学报, 2006, 55(8): 4065-4069. doi: 10.7498/aps.55.4065
    [17] 易荣清, 杨国洪, 崔延莉, 杜华冰, 韦敏习, 董建军, 赵屹东, 崔明启, 郑 雷. 北京同步辐射3B3中能束线X射线探测系统性能研究. 物理学报, 2006, 55(12): 6287-6292. doi: 10.7498/aps.55.6287
    [18] 黄万霞, 袁清习, 田玉莲, 朱佩平, 姜晓明, 王寯越. 同步辐射硬x射线衍射增强成像新进展. 物理学报, 2005, 54(2): 677-681. doi: 10.7498/aps.54.677
    [19] 邹崇文, 孙 柏, 王国栋, 张文华, 徐彭寿, 潘海斌, 徐法强, 尹志军, 邱 凯. 低覆盖度的Au/GaN(0001)界面的同步辐射研究. 物理学报, 2005, 54(8): 3793-3798. doi: 10.7498/aps.54.3793
    [20] 孙可煦, 易荣清, 杨国洪, 江少恩, 崔延莉, 刘慎业, 丁永坤, 崔明启, 朱佩平, 赵屹东, 朱杰, 郑雷, 张景和. 软x射线平面镜不同掠射角下的反射率标定. 物理学报, 2004, 53(4): 1099-1104. doi: 10.7498/aps.53.1099
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出版历程
  • 收稿日期:  2009-11-16
  • 修回日期:  2009-12-18
  • 刊出日期:  2010-07-15

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