008240612s2021      us  |||||||||||||||c||eng  d
■001000016931056
■00520240214095901
■006m          o    d                
■007cr#unu||||||||
■020    ▼a9798380621519
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI28864497
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a621.3
■1001  ▼aRen,  Yonghuan  David.
■24510▼aThree-Dimensional  Phase  Contrast  Electron  Tomography  for  Multiple  Scattering  Samples▼h[electronic  resource]
■260    ▼a[S.l.]:▼bUniversity  of  California,  Berkeley.  ▼c2021
■260  1▼aAnn  Arbor  :▼bProQuest  Dissertations  &  Theses,  ▼c2021
■300    ▼a1  online  resource(100  p.)
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  85-04,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Waller,  Laura.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--University  of  California,  Berkeley,  2021.
■506    ▼aThis  item  must  not  be  sold  to  any  third  party  vendors.
■520    ▼aThree-dimensional  (3D)  electron  tomography  (ET)  is  used  to  understand  the  structure  and  properties  of  samples,  for  applications  in  chemistry,  materials  science,  and  biology.  By  illuminating  the  sample  at  many  tilt  angles  using  an  electron  probe  and  modelling  the  image  formation  model,  3D  information  can  be  reconstructed  at  a  resolution  beyond  the  optical  diffraction  limit.  However,  as  samples  become  thicker  and  more  scattering,  simple  image  formation  models  assuming  projections  or  single  scattering  are  no  longer  valid,  causing  the  reconstruction  quality  to  degrade.  In  this  work,  we  develop  a  framework  that  takes  the  non-linear  image  formation  process  into  account  by  modelling  multiple-scattering  events  between  the  electron  probe  and  the  sample.  First,  the  general  acquisition  and  inverse  model  to  recover  multiple-scattering  samples  is  introduced.  We  mathematically  derive  both  the  forward  multi-slice  scattering  method  as  well  as  the  gradient  calculations  in  order  to  solve  the  inverse  problem  with  optimization.  As  well,  with  the  addition  of  regularization,  the  framework  is  robust  against  low  dose  tomography  applications.  Second,  we  demonstrate  in  simulation  the  validity  of  our  method  by  varying  different  experimental  parameters  such  as  tilt  angles,  defocus  values  and  dosage.  Next,  we  test  our  ET  framework  experimentally  on  a  multiple-scattering  Montemorillonite  clay,  a  2D  material  submerged  in  aqueous  solution  and  vitrified  under  cryogenic  temperature.  The  results  demonstrate  the  ability  to  observe  the  electric  double  layer  (EDL)  of  this  material  for  the  first  time.  Last  but  not  least,  because  modern  electron  detectors  have  large  pixel  counts  and  current  imaging  applications  require  large  volume  reconstructions,  we  developed  a  distributed  computing  method  that  can  be  directly  applied  to  our  framework  for  seeing  multiple-scattering  samples.  Instead  of  solving  for  the  3D  sample  on  a  single  computer  node,  we  utilize  tens  or  hundreds  of  nodes  on  a  compute  cluster  simultaneously,  with  each  node  solving  for  part  of  the  volume.  As  a  result,  both  high  resolution  sample  features  and  macroscopic  sample  topology  can  be  visualized  at  the  same  time.
■590    ▼aSchool  code:  0028.
■650  4▼aElectrical  engineering.
■650  4▼aComputer  engineering.
■650  4▼aComputer  science.
■653    ▼aElectron  tomography
■653    ▼aScattering
■653    ▼aElectric  double  layer
■653    ▼aImage  formation
■653    ▼aElectron  detectors
■653    ▼aElectron  probe
■690    ▼a0544
■690    ▼a0984
■690    ▼a0464
■71020▼aUniversity  of  California,  Berkeley▼bElectrical  Engineering  &  Computer  Sciences.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g85-04B.
■773    ▼tDissertation  Abstract  International
■790    ▼a0028
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2021
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T16931056▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.
■980    ▼a202402▼f2024