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2026年5月21日，第53期基础交叉沙龙举行，特邀中国科学院物理研究所特聘研究员陈震老师，作题为《电子叠层成像：定量原子结构解析的新技术》的学术报告，交叉院“百人计划”研究员李冠星主持此次沙龙。
原子结构的精细表征与定量解析是材料科学、固体物理、化学化工等众多前沿领域的核心挑战。陈震研究员在报告中指出，常规高分辨电镜在面对实际材料表征时，极易受到投影重叠与通道效应的干扰，因而难以在厚样品中准确解析低浓度缺陷或定位轻元素。针对这一瓶颈难题，其团队积极推进四维扫描透射电子叠层成像技术，并采用循环迭代算法解耦入射电子波函数和样品物函数，成功打破了传统电镜成像的局限性。团队依托该技术不仅实现了深亚埃的面内分辨率与亚纳米级深度分辨率，还自主研发了高性能QPty计算程序，大幅优化了海量数据的处理速度。该方法构筑的理论与技术桥梁，为探究微观原子结构与宏观材料特性之间的内在联系提供了有效的实验工具。
陈震研究员重点展示了该方法在多种前沿材料体系中的实践成果。依托强大的算法解构优势，该技术能够对复杂晶体中的局域成分进行定量化的精准表征。报告中详细剖析了其在镍基超导氧化物中的应用：通过对氧空位进行定量化统计，首次定量确定了局域缺陷浓度与超导空穴态密度之间的线性演化规律，并展示了高压氧退火处理后引发的间隙氧有序结构。面对极具挑战性的氢元素观测，该技术可在钛氢化物及高熵合金氢化物中清晰分辨氢原子柱，克服了常规环形明场技术对薄样品的严苛限制，实现了氢含量的定量评估。除此之外，通过引入有限角度倾斜系列成像，该技术的深度分辨能力可优化至亚纳米量级，进一步提升复杂功能材料解析精度。
在讨论互动环节，与会师生就叠层成像技术的样品要求、深度分辨能力、电子结构解析潜力，不同混合像素化探测器特点以及QPty程序面对4D-STEM数据集的算力表现等问题，与陈震研究员展开了热烈的学术探讨。
本次沙龙吸引了来自材料科学与工程学院、化学工程与生物工程学院、物理学院等院系单位的40余名师生参加。
图文 | 唐睿
