論文の概要: Relativistic EELS scattering cross-sections for microanalysis based on Dirac solutions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.10151v2
- Date: Wed, 04 Dec 2024 14:34:06 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-05 18:18:07.342606
- Title: Relativistic EELS scattering cross-sections for microanalysis based on Dirac solutions
- Title（参考訳）: ディラック解に基づくマイクロアナリシスのための相対論的EELS散乱断面積
- Authors: Zezhong Zhang, Ivan Lobato, Hamish Brown, Dirk Lamoen, Daen Jannis, Johan Verbeeck, Sandra Van Aert, Peter D. Nellist,
- Abstract要約: 電子エネルギー損失分光(EELS)は、複雑な非弾性散乱過程に由来する。
EELSを定量化するためには、エネルギーウィンドウに統合された断面を比較するのが一般的である。
これらのグラフ化されたGOSをオープンソースライセンスの下で利用可能にし、両方の学術的ユーザの利益と商用ソリューションへの統合を可能にします。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.3421105223430483
- License:
- Abstract: The rich information of electron energy-loss spectroscopy (EELS) comes from the complex inelastic scattering process whereby fast electrons transfer energy and momentum to atoms, exciting bound electrons from their ground states to higher unoccupied states. To quantify EELS, the common practice is to compare the cross-sections integrated within an energy window or fit the observed spectrum with theoretical differential cross-sections calculated from a generalized oscillator strength (GOS) database with experimental parameters. The previous Hartree-Fock-based and DFT-based GOS are calculated from Schr\"odinger's solution of atomic orbitals, which does not include the full relativistic effects. Here, we attempt to go beyond the limitations of the Schr\"odinger solution in the GOS tabulation by including the full relativistic effects using the Dirac equation within the local density approximation, which is particularly important for core-shell electrons of heavy elements with strong spin-orbit coupling. This has been done for all elements in the periodic table (up to Z = 118) for all possible excitation edges using modern computing capabilities and parallelization algorithms. The relativistic effects of fast incoming electrons were included to calculate cross-sections that are specific to the acceleration voltage. We make these tabulated GOS available under an open-source license to the benefit of both academic users as well as allowing integration into commercial solutions.
- Abstract（参考訳）: 電子エネルギー損失分光(EELS)の豊富な情報は、高速電子がエネルギーと運動量を原子に伝達する複雑な非弾性散乱過程から来ており、基底状態からより高い非占有状態へ励起結合電子が放出される。
EELSの定量化には、エネルギーウィンドウに統合された断面積や、一般振動子強度(GOS)データベースから計算した理論的な差分断面積を実験パラメータで比較するのが一般的である。
以前のハートリー・フォックとDFTベースのGOSは、シュリンガーの原子軌道の解から計算されるが、完全な相対論的効果は含まない。
ここでは、強いスピン軌道結合を持つ重元素の核殻電子に対して特に重要である局所密度近似内でのディラック方程式を用いた完全な相対論的効果を含めることで、GOS集計におけるシュリンガー解の限界を超えることを試みる。
これは、現代の計算能力と並列化アルゴリズムを用いた全ての励起エッジに対して、周期表(Z = 118まで)のすべての要素に対してなされている。
高速入射電子の相対論的効果は加速電圧に比例した断面積を計算するために含まれた。
これらのグラフ化されたGOSをオープンソースライセンスの下で利用可能にし、両方の学術的ユーザの利益と商用ソリューションへの統合を可能にします。
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