STEM SerialED: achieving high-resolution data for <i>ab initio</i> structure determination of beam-sensitive nanocrystalline materials
Notice bibliographique
Résumé
Serial electron diffraction (SerialED), which applies a snapshot data acquisition strategy for each crystal, was introduced to tackle the problem of radiation damage in the structure determination of beam-sensitive materials by three-dimensional electron diffraction (3DED). The snapshot data acquisition in SerialED can be realized using both transmission and scanning transmission electron microscopes (TEM/STEM). However, the current SerialED workflow based on STEM setups requires special external devices and software, which limits broader adoption. Here, we present a simplified experimental implementation of STEM-based SerialED on Thermo Fisher Scientific STEMs using common proprietary software interfaced through Python scripts to automate data collection. Specifically, we utilize TEM Imaging and Analysis (TIA) scripting and TEM scripting to access the STEM functionalities of the microscope, and DigitalMicrograph scripting to control the camera for snapshot data acquisition. Data analysis adapts the existing workflow using the software CrystFEL, which was developed for serial X-ray crystallography. Our workflow for STEM SerialED can be used on any Gatan or Thermo Fisher Scientific camera. We apply this workflow to collect high-resolution STEM SerialED data from two aluminosilicate zeolites, zeolite Y and ZSM-25. We demonstrate, for the first time, ab initio structure determination through direct methods using STEM SerialED data. Zeolite Y is relatively stable under the electron beam, and STEM SerialED data extend to 0.60 Å. We show that the structural model obtained using STEM SerialED data merged from 358 crystals is nearly identical to that using continuous rotation electron diffraction data from one crystal. This demonstrates that accurate structures can be obtained from STEM SerialED. Zeolite ZSM-25 is very beam-sensitive and has a complex structure. We show that STEM SerialED greatly improves the data resolution of ZSM-25, compared with serial rotation electron diffraction (SerialRED), from 1.50 to 0.90 Å. This allows, for the first time, the use of standard phasing methods, such as direct methods, for the ab initio structure determination of ZSM-25.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,006 | 0,002 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».