はじめに

• 高分解能TEM(HRTEM)では結晶格子像から転位を観察できるが、らせん転位(screw dislocation) のようにコントラストが弱い欠陥は見えにくい。

• 紹介する論文では、回折消滅(diffraction extinction) を利用して、格子像を再構成し、転位を鮮明に可視化する手法を提案している。

• 手法名：HRLIRDE (High-Resolution Lattice Image Reconstruction and Dislocation Analysis based on Diffraction Extinction)

• 論文：“The Construction of a Lattice Image and Dislocation Analysis in High-Resolution Characterizations Based on Diffraction Extinctions” (Materials, 2024)

手法の流れ

1. HRTEM像のFFT

   • 逆格子像を取得。

2. 消滅スポット(extinction spot)の同定

   • 理論的に存在するはずの反射が消えている位置を特定。

3. 拡散波関数の構築

   • 消滅スポットに対応する回折波を仮定。

4. 像再構成 (IFFT)

   • 透過波と消滅スポット由来の仮想回折波を干渉させ、格子像を再構成。

5. 転位解析

   • 再構成像中の縞の途切れ・位相ずれを解析し、転位位置とバーガースベクトルを決定。

引用図解説

図1：透過波と回折波の模式図

出典: Materials (2024)
→ 透過波と回折波の干渉により像が形成される。消滅波の概念を模式的に示す。

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図2：FFTパターンと消滅スポット

出典: Materials (2024)
→ 消滅すべきスポットが観察されない領域をマーキング。これを基に再構成する。

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図3：再構成像と転位の可視化

（論文内 図7–15 参照）

• 消滅スポットから再構成した格子像では、縞の途切れ・位相の飛びとして転位コアが現れる。

• らせん転位では縞がらせん状に歪み、バーガース回路を描くことで $\mathbf{b}$ ベクトルを決定可能。

特徴と応用

メリット

• らせん転位や複雑な転位ネットワークを可視化可能。

• 装置変更なし、画像処理ベースで導入できる。

• 格子像解析の感度を向上。

注意点

• 結晶構造依存性があり（本論文ではFCCで定式化）。

• 消滅スポットの同定はノイズの影響を受けやすい。

• 再構成像は仮想的な要素を含むため、解釈には注意が必要。