Улучшенная электронная микроскопия в обработке изображений для анализа аморфных сплавов: электронно-микроскопический анализатор изображения кластера (EMICA). Инструмент и результаты

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

В данной статье представлен электронно-микроскопический анализатор изображения кластера (EMICA), представляющий собой программный инструмент, основанный на Python, который позволяет обеспечить качественно новый уровень обработки изображений электронной микроскопии для аморфных сплавов. EMICA решает уникальные проблемы, предоставляя специализированные возможности для анализа кластеров и распознавания пространственных шаблонов. В данном исследовании рассмотрено развитие программного обеспечения и его применение на примерах, доказана эффективность применения при анализе аморфных сплавов. Путем интеграции передовых методов обработки изображений и алгоритмов EMICA выявляет скрытые закономерности, определяются количественные показатели распределения кластеров. В статье показаны возможности использования программного приложения в исследованиях в задачах материаловедения, предоставляя специализированное решение для анализа изображений электронной микроскопии в области аморфных сплавов. В статье сделаны выводы, основанные на реальных примерах и кейсах, которые свидетельствуют об эффективности представленного программного обеспечения в выявлении тонких деталей структур аморфных сплавов. Начиная с идентификации тонких вариаций в атомных конфигурациях и заканчивая количественной оценкой распределений кластеров, EMICA представляет собой значительный шаг вперед в области передовой обработки изображений электронной микроскопии, внося значительный вклад в развитие этой области.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Дилла Дагим Силеши

Дальневосточный федеральный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: dilla.d@dvfu.ru
ORCID iD: 0000-0002-9100-1257

аспирант, Институт математики и компьютерных технологий, инженер-исследователь, лаборатория электронной микроскопии и обработки изображений

Россия, Владивосток

Евгений Владиславович Пустовалов

Дальневосточный федеральный университет

Email: pustovalov.ev@dvfu.ru
ORCID iD: 0000-0003-1036-3975

доктор физико-математических наук, профессор, департамент информационных и компьютерных систем, Институт математики и компьютерных технологий, руководитель образовательной программы 09.03.02 «Информационные системы и технологии», профиль «Программирование робототехнических систем»

Россия, Владивосток

Александр Николаевич Федорец

Дальневосточный федеральный университет

Email: fedorec.an@dvfu.ru
ORCID iD: 0000-0001-9007-3171

старший преподаватель, департамент информационных и компьютерных систем, Институт математики и компьютерных технологий

Россия, Владивосток

Список литературы

  1. Klement W., Willens R.H., Duwez P. Nature. 1960. No. 187. P. 869.
  2. Egami T., Maed K., Srolovitz D., Vitek V. J. Phys. Colloques. 1980. No. 41. Pp. 8–272.
  3. Fratila A., Jimenez-Marcos C., Mirza-Rosca J.C., Saceleanu A. Mat. Chem. Phys. 2023. No. 304. P. 127867.
  4. Modin E.B., Pustovalov E.V., Fedorets A.N. et al. J. Alloys Comp. 2015. No. 641. Pp. 139–143.
  5. Pustovalov E.V., Modin E.B., Frolov A.M. et al. J. Surf Invest: X-Ray, Synchrotron and Neutron Techniques. 2019. No. 13. Pp. 600–608.
  6. Pustovalov E.V., Modin, E.B., Kirillov A.V. et al. Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics. 2014. No. 78 (9). Pp. 890–893.
  7. Jena P., Castleman A.W. Jr. Nanoclusters: A bridge across disciplines. Burlington, MA: Elsevier, 2010. 593 p.
  8. Sørensen K.H., Jørgensen M.S., Bruix A., Hammer B. J. Chem. Phys. 2018. No. 148 (24). P. 241734.
  9. Ranita, P., Arpita P., Chattaraj P.K. Frontiers in Chemistry. 2021. No. 9. P. 730548.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Исходное электронно-микроскопическое изображение аморфных сплавов CoP и NiW.

Скачать (474KB)
3. Рис. 2. Распределение точек кластера

Скачать (481KB)
4. Рис. 3. Кластерные визуализации для кластеров

Скачать (18KB)
5. Рис. 4. Вероятностное распределение угла

Скачать (33KB)
6. Рис. 5. Диаграмма вероятностей распределения точек кластера

Скачать (37KB)