人工智能放大了电子显微镜的效用
电子显微镜的分辨率是光学显微镜的 1000 倍，在成像材料和详细描述其特性方面非常出色。美国能源部 (DOE) 阿贡国家实验室的研究人员正在证明，先进的软件开发和人工智能 (AI) 框架可以进一步推动其性能。
除了创建放大图像外，电子显微镜技术还捕获有关材料特性的信息，例如磁化和静电势，这是使电荷逆着电场移动所需的能量。该信息存储在称为相位的电子波属性中。相位描述了一个波周期内某个点的位置或时间，例如波达到峰值的点。
然而，检索相位数据对于科学家来说是一个几十年前的问题。磁化和电势等信息由电子波的相位携带，在图像采集过程中丢失。
为了让科学家能够访问这些数据，Argonne 研究人员提议利用用于训练深度神经网络的工具，这是一种模仿人脑并需要训练算法的人工智能 (AI)。
通过训练数据，Argonne 研究团队展示了一种恢复相位信息的方法，以及有关其电子显微镜的基本信息，包括显微镜的空间分辨率、准确性和灵敏度。高分辨率图像的 AI 分析——称为“反向模式自动微分”的过程——确定原子位置以推断材料的物理特性。
研究人员恢复微小的相位变化，进而接收有关磁化和静电势微小变化的信息，所有这些都不需要昂贵的硬件升级。
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如需更多信息，请联系阿贡国家实验室； 630-252-2000 .
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