論文の概要: Quantum and classical Fisher information in four-dimensional scanning transmission electron microscopy
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.04701v3
- Date: Mon, 12 Aug 2024 23:34:40 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-14 23:24:38.607285
- Title: Quantum and classical Fisher information in four-dimensional scanning transmission electron microscopy
- Title（参考訳）: 4次元走査透過電子顕微鏡における量子情報と古典的フィッシャー情報
- Authors: Christian Dwyer, David M. Paganin,
- Abstract要約: 4次元走査透過電子顕微鏡(4D-STEM)における感度の量子限界の解析
試料の静電気電位を測定する際、4D-STEMから得られる量子フィッシャー情報は、実空間位相コントラストイメージングと一致する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.6922459503653675
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We analyze the quantum limit of sensitivity in four-dimensional scanning transmission electron microscopy (4D-STEM), which has emerged as a favored technique for imaging the structure of a wide variety of materials, including biological and other radiation-sensitive materials. 4D-STEM is an indirect (computational) imaging technique, which uses a scanning beam, and records the scattering distribution in momentum (diffraction) space for each beam position. We find that, in measuring a sample's electrostatic potential, the quantum Fisher information from 4D-STEM can match that from real-space phase-contrast imaging. Near-optimum quantum Fisher information is achieved using a delocalized speckled probe. However, owing to the detection in the diffraction plane, 4D-STEM ultimately enables only about half of the quantum limit, whereas Zernike phase-contrast imaging enables the quantum limit for all spatial frequencies admitted by the optical system. On the other hand, 4D-STEM can yield information on spatial frequencies well beyond those accessible by phase-contrast TEM. Our conclusions extend to analogous imaging modalities using coherent scalar visible light and x-rays.
- Abstract（参考訳）: 本研究では, 4次元走査透過電子顕微鏡(4D-STEM)における感度の量子限界を分析する。
4D-STEMは、走査ビームを用いて、各ビーム位置の運動量(回折)空間における散乱分布を記録する間接(計算)イメージング技術である。
試料の静電気電位を測定する際、4D-STEMから得られる量子フィッシャー情報は、実空間位相コントラストイメージングと一致する。
近接最適量子フィッシャー情報は、非局在化スペクトルプローブを用いて達成される。
しかし、回折平面における検出により、4D-STEMは最終的に量子限界の約半分しか許容しないのに対し、ゼルニケ位相コントラストイメージングは光学系によって認められた全ての空間周波数に対する量子制限を可能にする。
一方、4D-STEMは位相コントラストTEMによりアクセス可能な周波数以上の空間周波数の情報を得ることができる。
我々の結論は、コヒーレントスカラー可視光とX線を用いて、類似画像モダリティに拡張する。
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