4D scanning transmission electron microscopy
4ডি স্ক্যানিং ট্রান্সমিশন ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি (4ডি স্টেম) হল স্ক্যানিং ট্রান্সমিশন ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি (স্টেম)-এর একটি উপসেট যা প্রতিটি স্ক্যান অবস্থানে একটি কনভারজেন্ট বিম ইলেক্ট্রন ডিফ্রাকশন (সিবিইডি) প্যাটার্ন ক্যাপচার করতে একটি পিক্সেলেটেড ইলেক্ট্রন ডিটেক্টর ব্যবহার করে। এই কৌশলটি বাস্তব স্থানে একটি দ্বিমাত্রিক অঞ্চল জুড়ে বিম রাস্টার হিসাবে প্রতিটি স্ক্যান পয়েন্টের সাথে যুক্ত একটি দ্বিমাত্রিক পারস্পরিক স্থান চিত্র ধারণ করে, তাই এর নাম 4ডি স্টেম। এর বিকাশ স্টেম ডিটেক্টরগুলির বিবর্তন এবং গণনামূলক শক্তির উন্নতির দ্বারা সক্ষম হয়েছিল। এই কৌশলটির অন্যান্যের মধ্যে ভিজ্যুয়াল ডিফ্রাকশন ইমেজিং, ফেজ ওরিয়েন্টেশন এবং স্ট্রেন ম্যাপিং, ফেজ কন্ট্রাস্ট বিশ্লেষণে প্রয়োগ রয়েছে। 4ডি স্টেম নামটি সাহিত্যে প্রচলিত, তবে এটি অন্যান্য নামে পরিচিতঃ 4ডি স্টেম ই. ই. এল. এস, এন. ডি স্টেম (এন-যেহেতু মাত্রার সংখ্যা 4-এর বেশি হতে পারে), অবস্থান সমাধান বিচ্ছুরণ (পি. আর. ডি), স্থানিক সমাধান বিচ্ছুরণ, ভরবেগ-সমাধান স্টেম, "ন্যানোবেম নির্ভুলতা ইলেক্ট্রন বিচ্ছুরণ", স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন ন্যানো বিচ্ছুরণ, ন্যানোবেম ইলেক্ট্রন বিচ্ছুরণ, বা পিক্সেলেটেড স্টেম। ইতিহাস প্রাচীনতম উদাহরণগুলির মধ্যে একটি যেখানে প্রোব অবস্থানের একটি ফাংশন হিসাবে বিচ্ছুরণ নিদর্শনগুলির বিশ্লেষণ বিবেচনা করা হয়েছিল 1995 সালে, যেখানে পিটার নেলিস্ট, বি. সি. ম্যাককালাম এবং জন রডেনবার্গ স্ফটিক সিলিকন ইলেক্ট্রন পিটিচোগ্রাফি বিশ্লেষণের চেষ্টা করেছিলেন। ট্রেসি এবং গিবসন দ্বারা 1996 সালে প্রস্তাবিত ফ্লাকচুয়েশন ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি (এফইএম) কৌশলটিতে একটি প্রদত্ত নমুনায় বিভিন্ন স্থানে নেওয়া চিত্র বা বিচ্ছুরণ নিদর্শনগুলির পার্থক্যের পরিমাণগত বিশ্লেষণও অন্তর্ভুক্ত ছিল। সেই সময়ে উপলব্ধ ডিটেক্টরগুলির সীমিত ক্ষমতার কারণে 4ডি স্টেমের ক্ষেত্রটি অনুন্নত ছিল। ট্রান্সমিশন ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি (টিইএম)-তে সাধারণত ব্যবহৃত সিসিডি ডিটেক্টরগুলির তথ্য অর্জনের হার সীমিত ছিল, ডিটেক্টরের উপর একটি ইলেক্ট্রন উচ্চ নির্ভুলতার সাথে কোথায় আঘাত করে তা আলাদা করতে পারেনি এবং কম গতিশীল পরিসীমা ছিল যা তাদের 4ডি স্টেম-এ ব্যবহারের জন্য অবাঞ্ছিত করে তোলে। 2010-এর দশকের শেষের দিকে, একক ইলেক্ট্রন সংবেদনশীলতা, উচ্চ গতিশীল পরিসীমা এবং দ্রুত রিডআউট গতি সহ হাইব্রিড পিক্সেল অ্যারে ডিটেক্টর (পিএডি)-এর বিকাশ ব্যবহারিক 4ডি স্টেম পরীক্ষার অনুমতি দেয়। অপারেটিং নীতি 4ডি স্টেম-এ তথ্য সংগ্রহের প্রক্রিয়া স্ট্যান্ডার্ড স্টেম-এর মতো হলেও, প্রতিটি কৌশল বিভিন্ন ডিটেক্টর ব্যবহার করে এবং বিভিন্ন তথ্য সংগ্রহ করে। 4ডি স্টেম-এ পিছনের ফোকাল প্লেনে অবস্থিত একটি পিক্সেলেটেড ইলেক্ট্রন ডিটেক্টর রয়েছে যা প্রতিটি স্ক্যান অবস্থানে সিবিইডি প্যাটার্ন সংগ্রহ করে। পারস্পরিক স্থানে একটি এলাকা নির্বাচন করে এবং প্রতিটি সিবিইডি প্যাটার্নে সেই এলাকার গড় তীব্রতা প্যাটার্নের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ বাস্তব স্থান পিক্সেলের জন্য নির্ধারণ করে সিবিইডি প্যাটার্ন থেকে নমুনার একটি চিত্র তৈরি করা যেতে পারে। সিবিইডি প্যাটার্ন সংগ্রহের সাথে একযোগে একটি (এন) এ. ডি. এফ বা এইচ. এ. এ. ডি. এফ চিত্র নেওয়াও সাধারণ। নেওয়া ডার্ক-ফিল্ড চিত্রটি ক্যাপচার করা সিবিইডি চিত্র থেকে নির্মিত উজ্জ্বল-ফিল্ড চিত্রের পরিপূরক। মাঝখানে একটি গর্ত সহ একটি ফাঁপা ডিটেক্টরের ব্যবহার স্ক্যান করার সময় প্রেরিত ইলেকট্রনগুলিকে একটি ই. ই. এল. এস ডিটেক্টরে প্রেরণ করার অনুমতি দিতে পারে। এটি রাসায়নিক বর্ণালী তথ্য এবং কাঠামোর তথ্য একযোগে সংগ্রহের অনুমতি দেয়। ঐতিহ্যবাহী টিইএম-এ, ইমেজিং ডিটেক্টরগুলি ইলেকট্রন সনাক্ত করতে চার্জ কাপল্ড ডিভাইসের (সিসিডি) সাথে যুক্ত ফসফোরেসেন্ট সিন্টিলেটর ব্যবহার করে। যদিও এই যন্ত্রগুলির ভাল ইলেক্ট্রন সংবেদনশীলতা রয়েছে, তবে 4ডি স্টেমের জন্য প্রয়োজনীয় রিডআউট গতি এবং গতিশীল পরিসরের অভাব রয়েছে। উপরন্তু, একটি সিন্টিলেটরের ব্যবহার সিন্টিলেটরের সাথে ইলেক্ট্রনের মিথস্ক্রিয়ার ফলে সিগন্যালের সম্প্রসারণের কারণে ডিটেক্টরের পয়েন্ট স্প্রেড ফাংশনকে (পি. এস. এফ) আরও খারাপ করতে পারে। এর বিপরীতে, ঐতিহ্যবাহী অ্যানুলার স্টেম ডিটেক্টরগুলির প্রয়োজনীয় রিডআউট গতি থাকে, তবে একটি সম্পূর্ণ সিবিইডি প্যাটার্ন সংগ্রহের পরিবর্তে ডিটেক্টর সংগৃহীত তীব্রতাকে একটি একক ডেটা পয়েন্টে কোণের পরিসরে সংহত করে। 2010-এর দশকে একক ইলেক্ট্রন সংবেদনশীলতা, দ্রুত রিডআউট গতি এবং উচ্চ গতিশীল পরিসীমা সহ পিক্সেলেটেড ডিটেক্টরগুলির বিকাশ 4ডি স্টেমকে একটি কার্যকর পরীক্ষামূলক পদ্ধতি হিসাবে সক্ষম করেছে। 4ডি স্টেম ডিটেক্টরগুলি সাধারণত একটি মনোলিথিক অ্যাক্টিভ পিক্সেল সেন্সর (এমএপিএস) বা হাইব্রিড পিক্সেল অ্যারে ডিটেক্টর (পিএডি) হিসাবে নির্মিত হয়। মনোলিথিক অ্যাক্টিভ পিক্সেল সেন্সর (এমএপিএস) একটি এমএপিএস ডিটেক্টর একটি পরিপূরক ধাতব-অক্সাইড-অর্ধপরিবাহী (সিএমওএস) চিপ নিয়ে গঠিত যা একটি ডোপড এপিটাক্সিয়াল পৃষ্ঠ স্তরের সাথে যুক্ত যা উচ্চ শক্তির ইলেকট্রনগুলিকে অনেক নিম্ন শক্তির ইলেকট্রনে রূপান্তরিত করে যা ডিটেক্টরে নেমে যায়। এমএপিএস ডিটেক্টরগুলিকে অবশ্যই বিকিরণ শক্ত করতে হবে কারণ উচ্চ শক্তির ইলেকট্রনের সরাসরি সংস্পর্শে আসার ফলে বিকিরণের ক্ষতি একটি মূল উদ্বেগের বিষয়। এর একশিলা প্রকৃতি এবং সরল নকশার কারণে, এমএপিএস ডিটেক্টরগুলি 4000 x 4000 ক্রমানুসারে উচ্চ পিক্সেল ঘনত্ব অর্জন করতে পারে। এই উচ্চ পিক্সেল ঘনত্ব যখন কম ইলেক্ট্রন ডোজের সাথে যুক্ত করা হয় তখন উচ্চ দক্ষতার ইমেজিংয়ের জন্য একক ইলেক্ট্রন গণনা সক্ষম করতে পারে। উপরন্তু, এমএপিএস ডিটেক্টরগুলিতে ইলেক্ট্রন উচ্চ সংবেদনশীলতা এবং দ্রুত রিডআউট গতি থাকে, তবে সীমিত গতিশীল পরিসরে ভুগতে হয়। পিক্সেল অ্যারে ডিটেক্টর (পিএডি) পিএডি ডিটেক্টরগুলি একটি ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটের সাথে আবদ্ধ একটি ফটোডিয়ড বাম্প নিয়ে গঠিত, যেখানে প্রতিটি সোল্ডার বাম্প ডিটেক্টরে একটি একক পিক্সেলকে উপস্থাপন করে। এই ডিটেক্টরগুলির সাধারণত 128 x 128-এর ক্রমে পিক্সেল ঘনত্ব কম থাকে তবে 32 বিটের ক্রমে অনেক বেশি গতিশীল পরিসীমা অর্জন করতে পারে। এই ডিটেক্টরগুলি 1 এমএস/পিক্সেলের ক্রমে তুলনামূলকভাবে উচ্চ রিডআউট গতি অর্জন করতে পারে তবে স্টেমের তাদের অ্যানুলার ডিটেক্টর প্রতিরূপগুলির তুলনায় এখনও অভাব রয়েছে যা 10 মাইক্রো/পিক্সেলের ক্রমে রিডআউট গতি অর্জন করতে পারে। ডিটেক্টর নয়েজ পারফরম্যান্স প্রায়শই তার গোয়েন্দা কোয়ান্টাম দক্ষতা (ডি. কিউ. ই) দ্বারা পরিমাপ করা হয় যা সংজ্ঞায়িত করা হয়ঃ আউটপুট সিগন্যাল টু নয়েজ অনুপাত বর্গ এবং ইনপুট সিগন্যাল টু নয়েজ অনুপাত বর্গ। আদর্শভাবে একটি সেন্সরের ডি. কিউ. ই হল 1 যা নির্দেশ করে যে সেন্সরটি শূন্য শব্দ উৎপন্ন করে। এমএপিএস, এপিএস এবং অন্যান্য ডাইরেক্ট ইলেক্ট্রন ডিটেক্টরের ডিকিউই তাদের সিসিডি ক্যামেরার তুলনায় বেশি হতে থাকে। গণনামূলক পদ্ধতি 4ডি স্টেমের একটি প্রধান সমস্যা হল কৌশল দ্বারা সংগৃহীত প্রচুর পরিমাণে তথ্য। এক ঘন্টার স্ক্যানিং চলাকালীন উত্পাদিত 100 টিরও বেশি টিবি ডেটা সহ, প্রাসঙ্গিক তথ্য খুঁজে পাওয়া চ্যালেঞ্জিং এবং উন্নত গণনার প্রয়োজন। এই ধরনের বড় ডেটাসেটগুলির বিশ্লেষণ বেশ জটিল হতে পারে এবং এই ডেটা প্রক্রিয়াকরণের জন্য গণনামূলক পদ্ধতি তৈরি করা হচ্ছে। 4ডি স্টেম বিশ্লেষণের জন্য অনেক কোড সংগ্রহস্থল বর্তমানে বিকাশে রয়েছে যার মধ্যে রয়েছেঃ হাইপারস্পাই, লিবার্ট, পাইক্রোস্কোপি এবং। এই বড় ডেটা সেটগুলি কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা (এআই) এবং মেশিন লার্নিং (এমএল) অ্যালগরিদমগুলিকে টিইএম পরীক্ষায় প্রয়োগ করতে সক্ষম করতে পারে, যেখানে সাধারণত মাইক্রোস্কোপিস্টদের দ্বারা বিবেচিত নিদর্শনগুলি এআই দ্বারা প্রকাশিত হতে পারে। শারীরিকভাবে অর্থপূর্ণ কাঠামোতে ভিত্তি করে, এআই এবং এমএল বড় স্টেম ডেটাসেটগুলিতে বৈশিষ্ট্য সন্ধানের ক্ষেত্রে উচ্চ দক্ষতার দিকে পরিচালিত করতে পারে। বৈশিষ্ট্য শনাক্তকরণের বাইরে, এআই এবং এমএল তার কার্যকর ভবিষ্যদ্বাণীমূলক ব্যয় বিশ্লেষণের কারণে পরীক্ষামূলক নকশাকে অবহিত করতে সহায়তা করতে পারে। যাইহোক, এই ধরনের এআই চালিত বিশ্লেষণের জন্য প্রশিক্ষণের জন্য তথ্যের ডাটাবেস প্রয়োজন যা বর্তমানে বিদ্যমান নেই। উপরন্তু, তথ্যের গুণমানের জন্য মেট্রিকের অভাব, বিভিন্ন নির্মাতাদের মধ্যে দুর্বল ক্রস-প্ল্যাটফর্ম সমর্থনের কারণে সীমিত মাপকাঠি এবং বিশ্লেষণ ও পরীক্ষামূলক পদ্ধতিতে মানসম্মতকরণের অভাব বিভিন্ন ডেটাসেটের পাশাপাশি পুনরুত্পাদনযোগ্যতার তুলনা করার প্রশ্ন উত্থাপন করে। নির্বাচিত অ্যাপ্লিকেশন 4ডি স্টেম অ্যাপ্লিকেশনগুলির বিস্তৃত বিন্যাসে ব্যবহার করা হয়েছে, সবচেয়ে সাধারণ ব্যবহারের মধ্যে রয়েছে ভার্চুয়াল ডিফ্রাকশন ইমেজিং, ওরিয়েন্টেশন এবং স্ট্রেন ম্যাপিং এবং ফেজ কনট্রাস্ট বিশ্লেষণ যা নীচে অন্তর্ভুক্ত করা হয়েছে। এই কৌশলটি প্রয়োগ করা হয়েছেঃ মাঝারি পরিসরের ক্রম পরিমাপ, উচ্চ ক্রমের লাউ জোন (এইচওএলজেড) চ্যানেলিং কনট্রাস্ট ইমেজিং, অবস্থান গড় সিবিইডি, ওঠানামা ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি, জৈব পদার্থের বৈশিষ্ট্য এবং চিকিৎসা ক্ষেত্র (ফার্মাসিউটিক্যাল উপকরণের মাইক্রোস্ট্রাকচার এবং পেপটাইড স্ফটিকের অভিযোজন ম্যাপিং)। এই তালিকাটি কোনওভাবেই সম্পূর্ণ নয় এবং ক্ষেত্রটি এখনও তুলনামূলকভাবে তরুণ হওয়ায় আরও অ্যাপ্লিকেশন সক্রিয়ভাবে তৈরি করা হচ্ছে। ভার্চ্যুয়াল ডিফ্রাকশন ইমেজিং হল একটি পদ্ধতি যা ডিফ্রাকশন প্যাটার্ন থেকে বাস্তব স্থানের চিত্র তৈরি করার জন্য তৈরি করা হয়েছে। এই কৌশলটি 90-এর দশক থেকে উপাদান কাঠামোর বৈশিষ্ট্য নির্ধারণে ব্যবহৃত হয়ে আসছে তবে আরও সম্প্রতি 4ডি স্টেম অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে প্রয়োগ করা হয়েছে। এই কৌশলটিকে প্রায়শই স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন ন্যানো ডিফ্রাকশন (এস. ই. এন. ডি) হিসাবে উল্লেখ করা হয় যেখানে 4 জোড়া চৌম্বকীয় কয়েল রূপান্তরিত প্রোবকে টিল্ট করতে এবং পৃষ্ঠ জুড়ে মরীচিটিকে রাস্টার করতে ব্যবহৃত হয়। একটি "ভার্চ্যুয়াল ডিটেক্টর" মোটেও একটি ডিটেক্টর নয়, বরং ডেটা প্রসেসিংয়ের একটি পদ্ধতি যা উজ্জ্বল-ক্ষেত্র এবং অন্ধকার-ক্ষেত্রের চিত্র তৈরি করতে প্রতিটি রাস্টার অবস্থানে বিচ্ছুরণ নিদর্শনগুলিতে পিক্সেলের একটি উপসেটকে সংহত করে। এই চিত্রগুলির প্রক্রিয়াকরণ প্রথমে সমস্ত স্ক্যানের উপর বিচ্ছুরণ নিদর্শনগুলির গড় দ্বারা সঞ্চালিত হয়। তারপরে বিচ্ছুরণ প্যাটার্নে আগ্রহের একটি অঞ্চল নির্বাচন করা হয়, হ্রাসকৃত ডেটাসেটের উপর একটি ভার্চুয়াল অ্যাপারচার আঁকা হয় এবং চিত্রটি গণনামূলক পদ্ধতি ব্যবহার করে তৈরি করা হয়। এই ভার্চ্যুয়াল অ্যাপারচারটি পছন্দসই যে কোনও আকার/আকৃতি হতে পারে এবং একক স্ক্যান থেকে সংগৃহীত 4ডি ডেটাসেট ব্যবহার করে তৈরি করা যেতে পারে। বিভিন্ন ছিদ্র অনুকরণ করার এই ক্ষমতা 4ডি স্টেম পদ্ধতি দ্বারা সক্ষম করা হয় এবং প্রচলিত স্টেম অপারেশনে একটি সাধারণ দুর্বলতা দূর করে কারণ স্টেম ব্রাইট-ফিল্ড এবং ডার্ক-ফিল্ড ডিটেক্টরগুলি নির্দিষ্ট কোণে স্থাপন করা হয় এবং ইমেজিংয়ের সময় পরিবর্তন করা যায় না। একটি 4ডি ডেটাসেটের সাহায্যে উজ্জ্বল/অন্ধকার-ক্ষেত্রের চিত্রগুলি যথাক্রমে বিচ্ছুরিত এবং প্রেরিত রশ্মি থেকে বিচ্ছুরণ তীব্রতা সংহত করে প্রাপ্ত করা যেতে পারে। এই নিদর্শনগুলি থেকে চিত্র তৈরি করা ন্যানোমিটার রেজোলিউশন দিতে পারে এবং সাধারণত ন্যানোমেটারিয়ালগুলির কাঠামো চিহ্নিত করতে ব্যবহৃত হয়। এই বিচ্ছুরণ নিদর্শনগুলি অভিযোজন এবং পর্যায় ম্যাপিংয়ের জন্য সূচীভুক্ত এবং বিশ্লেষণ করা যেতে পারে, যেখানে স্ক্যান থেকে বাস্তব স্থান চিত্র তৈরি করা যেতে পারে। 4ডি স্টেম-এ ভার্চ্যুয়াল ইমেজিং করার সুবিধাগুলির মধ্যে রয়েছেঃ প্রচলিত ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি-তে সম্ভব নয় এমন ডিটেক্টর জ্যামিতি সক্ষম করা, ডিটেক্টরকে আঘাত করা যে কোনও কোণে ছড়িয়ে ছিটিয়ে থাকা ইলেকট্রনগুলির নির্দিষ্ট ব্যবহারের অনুমতি দেওয়া, চিত্রগুলিতে শব্দের সংকেত উন্নত করা এবং নমুনা বাঁকানো/গতিশীল বিচ্ছুরণ ইভেন্টগুলির প্রতিরোধ। 4ডি স্টেম ব্যবহার করা হয়েছে ইন্টারফেসের মানচিত্র তৈরি করতে, বর্ধিত অন্ধকার ক্ষেত্রের চিত্র তৈরি করতে বিচ্ছুরণ সমতলের নির্বাচিত অঞ্চল থেকে তীব্রতা নির্বাচন করতে, ন্যানোস্কেল অবক্ষেপের অবস্থানের মানচিত্র তৈরি করতে, মরীচি সংবেদনশীল ব্যাটারি ক্যাথোড উপকরণের পর্যায়ের মানচিত্র তৈরি করতে এবং ধাতু-জৈব কাঠামোতে (এমওএফ) স্ফটিকত্বের মাত্রা পরিমাপ করতে। ফেজ ওরিয়েন্টেশন ম্যাপিং ফেজ ওরিয়েন্টেশন ম্যাপিং সাধারণত এস. ই. এম-এ ইলেক্ট্রন ব্যাক বিক্ষিপ্ত বিচ্ছুরণ দিয়ে করা হয় যা পলিক্রিস্টালাইন উপকরণগুলিতে শস্যের অভিযোজনের 2ডি মানচিত্র দিতে পারে। কৌশলটি কিকুচি লাইন ব্যবহার করে টিইএম-এও করা যেতে পারে, যা ঘন নমুনার জন্য আরও প্রযোজ্য কারণ কিকুচি লাইন গঠন বিচ্ছুরিত বিচ্ছুরণ উপস্থিতির উপর নির্ভর করে। বিকল্পভাবে, টিইএম-এ প্রচুর সংখ্যক বিচ্ছুরণ নিদর্শন রেকর্ড করতে প্রিশেশন ইলেক্ট্রন ডিফ্রাকশন (পিইডি) ব্যবহার করা যেতে পারে এবং পরিচিত নিদর্শনগুলির সাথে তুলনা করে, শস্যের আপেক্ষিক অভিযোজন নির্ধারণ করা যেতে পারে। 4ডি স্টেম ব্র্যাগ স্পট ইমেজিং নামে একটি কৌশলে অভিযোজন মানচিত্রের জন্যও ব্যবহার করা যেতে পারে। ঐতিহ্যবাহী টিইএম কৌশলগুলির ব্যবহারের ফলে সাধারণত 4ডি স্টেম পদ্ধতির তুলনায় ভাল রেজোলিউশন হয় তবে উচ্চ চাপযুক্ত অঞ্চলে ব্যর্থ হতে পারে কারণ ডিপিগুলি খুব বিকৃত হয়ে যায়। ব্র্যাগ স্পট ইমেজিং-এ, প্রথম পারস্পরিক সম্পর্ক বিশ্লেষণ পদ্ধতিটি 0 (কোনও পারস্পরিক সম্পর্ক নেই) এবং 1 (সঠিক মিল)-এর মধ্যে একটি পারস্পরিক সম্পর্ক পদ্ধতি ব্যবহার করে গ্রুপ ডিফ্রাকশন প্যাটার্নে (ডিপি) সঞ্চালিত হয়; তারপর ডিপিগুলি একটি পারস্পরিক সম্পর্ক থ্রেশহোল্ড ব্যবহার করে তাদের পারস্পরিক সম্পর্ক দ্বারা গোষ্ঠীভুক্ত করা হয়। তারপর প্রতিটি গোষ্ঠী থেকে একটি পারস্পরিক সম্পর্ক চিত্র পাওয়া যেতে পারে। প্রতিটি গোষ্ঠী থেকে একটি সামগ্রিক প্রতিনিধি বিচ্ছুরণ টেমপ্লেট পেতে এগুলির সারসংক্ষেপ এবং গড় করা হয়। বিভিন্ন অভিমুখকে রঙ বরাদ্দ করা যেতে পারে যা পৃথক শস্য অভিমুখকে কল্পনা করতে সহায়তা করে। সঠিক টিল্টিং এবং প্রিশেশন ইলেক্ট্রন ডিফ্রাকশন (পি. ই. ডি) ব্যবহার করে শস্যের অভিযোজন এবং বিতরণের 3ডি টমোগ্রাফিক রেন্ডারিং করাও সম্ভব। যেহেতু কৌশলটি গণনামূলকভাবে নিবিড়, তাই সাম্প্রতিক প্রচেষ্টাগুলি বিচ্ছুরণ নিদর্শনগুলির বিশ্লেষণের জন্য একটি মেশিন লার্নিং পদ্ধতির উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করা হয়েছে। স্ট্রেন ম্যাপিং টিইএম স্থানীয় স্ট্রেনগুলি পরিমাপ করতে পারে এবং প্রায়শই ঘনীভূত বিম ইলেক্ট্রন বিচ্ছুরণ সিবিইডি ব্যবহার করে নমুনায় স্ট্রেন ম্যাপ করতে ব্যবহৃত হয়। এই কৌশলটির ভিত্তি হল ল্যাটিস প্যারামিটারের পরিবর্তনগুলি দেখতে একটি স্ট্রেইন অঞ্চলের সাথে নমুনার বিচ্ছুরণ প্যাটার্নের একটি অপ্রতিরোধ্য অঞ্চলের তুলনা করা। স্টেমের ক্ষেত্রে, একটি নমুনার একটি এলাকা থেকে বিচ্ছিন্ন ডিস্কের অবস্থানগুলি স্থানিক স্ট্রেনের তথ্য সরবরাহ করতে পারে। 4ডি স্টেম ডেটাসেটের সাথে এই কৌশলটির ব্যবহারের মধ্যে মোটামুটিভাবে জড়িত গণনা অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। আগে যেমন আলোচনা করা হয়েছে, সেন্ড ব্যবহার করে, উজ্জ্বল এবং অন্ধকার ক্ষেত্রের চিত্রগুলি যথাক্রমে সরাসরি এবং বিচ্ছুরিত বিমের সংহতকরণের মাধ্যমে বিচ্ছুরণ নিদর্শন থেকে প্রাপ্ত করা যেতে পারে। 4ডি স্টেম অপারেশন চলাকালীন এ. ডি. এফ ডিটেক্টরটি পরিমাপের সময় বিচ্ছুরণের সাথে প্রোব অবস্থানের সম্পর্ক স্থাপনের জন্য বড় কোণে ছড়িয়ে ছিটিয়ে থাকা ইলেকট্রনগুলির সংগ্রহের মাধ্যমে আগ্রহের একটি নির্দিষ্ট অঞ্চল কল্পনা করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। রেজোলিউশন এবং স্ট্রেন তথ্যের মধ্যে একটি বিনিময় রয়েছে; যেহেতু বড় প্রোবগুলি একটি বড় ভলিউমের উপর স্ট্রেন পরিমাপের গড় করতে পারে, তবে ছোট প্রোব আকারে চলে যাওয়া উচ্চতর বাস্তব স্থান রেজোলিউশন দেয়। এই সমস্যাটি মোকাবেলা করার উপায় রয়েছে যেমন দেখার ক্ষেত্র বাড়ানোর জন্য রেজোলিউশন সীমার চেয়ে আরও দূরে ব্যবধান অনুসন্ধান। এই স্ট্রেন ম্যাপিং কৌশলটি অনেক স্ফটিক পদার্থে প্রয়োগ করা হয়েছে এবং আধা-স্ফটিক এবং নিরাকার পদার্থগুলিতে (যেমন ধাতব চশমা) প্রসারিত করা হয়েছে কারণ তারাও উচ্চ স্ট্রেন ফেজ কনট্রাস্ট অ্যানালাইসিস ডিফারেনশিয়াল ফেজ কনট্রাস্টের অঞ্চলে গড় পারমাণবিক ব্যবধান থেকে বিচ্যুতি প্রদর্শন করে ডিফারেনশিয়াল ফেজ কনট্রাস্ট ইমেজিং কৌশল (ডিপিসি) প্রতিটি স্ক্যান পয়েন্টে ক্ষেত্র দ্বারা সৃষ্ট ইলেক্ট্রন রশ্মির বিচ্যুতি পরিমাপ করে নমুনাগুলিতে স্থানীয় বৈদ্যুতিন চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের মানচিত্র তৈরি করতে স্টেম ব্যবহার করা যেতে পারে। ঐতিহ্যগতভাবে বিমের গতিবিধি বিভাজিত অ্যানুলার ফিল্ড ডিটেক্টর ব্যবহার করে ট্র্যাক করা হত যা বিমের চারপাশে ছিল। খণ্ডিত ডিটেক্টর সহ ডিপিসি পারমাণবিক রেজোলিউশন পর্যন্ত রয়েছে। 4ডি স্টেম-এ একটি পিক্সেলেটেড ডিটেক্টর এবং সিবিইডি প্যাটার্নের "ভর কেন্দ্রের" গতিবিধি ট্র্যাক করার জন্য একটি কম্পিউটারের ব্যবহার খণ্ডিত ডিটেক্টর ব্যবহার করে পাওয়া ফলাফলগুলির সাথে তুলনীয় ফলাফল প্রদান করতে দেখা গেছে। 4ডি স্টেম নমুনা অভিযোজনের সাথে সারিবদ্ধ করার জন্য খণ্ডিত ডিটেক্টরকে ঘোরানোর প্রয়োজন ছাড়াই সমস্ত দিক বরাবর পর্যায় পরিবর্তন পরিমাপের অনুমতি দেয়। স্থানীয় বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের সমান্তরালে স্থানীয় মেরুকরণ পরিমাপ করার ক্ষমতাও 4ডি স্টেমের মাধ্যমে প্রদর্শিত হয়েছে। 4ডি স্টেম সহ ডিপিসি ইমেজিং খণ্ডিত ডিটেক্টর সহ ডিপিসির তুলনায় মাত্রার 2 ক্রম পর্যন্ত ধীর এবং বড় চার-মাত্রিক ডেটাসেটের উন্নত বিশ্লেষণ প্রয়োজন। 4ডি স্টেম ডেটাসেটে উপস্থিত ওভারল্যাপিং সিবিইডি পরিমাপগুলি পিটিচোগ্রাফি কৌশল ব্যবহার করে জটিল ইলেক্ট্রন প্রোব এবং জটিল নমুনা সম্ভাব্যতা নির্মাণের অনুমতি দেয়। 4ডি স্টেম ডেটা সহ পিটিকোগ্রাফিক পুনর্গঠনগুলি স্টেম-এ এ. ডি. এফ, বি. এফ, এ. বি. এফ এবং খণ্ডিত ডিপিসি ইমেজিং-এর তুলনায় উচ্চতর বৈসাদৃশ্য প্রদান করে। 4ডি স্টেম-এর অধীনে এই কৌশলটির উচ্চ সংকেত-থেকে-শব্দের অনুপাত জীববিজ্ঞানের নমুনাগুলির মতো বিকিরণ সংবেদনশীল নমুনাগুলির ইমেজিংয়ের জন্য আকর্ষণীয় করে তোলে। মাঝখানে একটি ছিদ্র সহ একটি পিক্সেলেটেড ডিটেক্টরের ব্যবহার যাতে ছড়িয়ে ছিটিয়ে থাকা ইলেক্ট্রন বিমটি একটি স্পেকট্রোমিটারে যেতে দেয়, যা 4ডি স্টেম-এ রাসায়নিক বিশ্লেষণের সাথে পিটিওগ্রাফিক বিশ্লেষণের অনুমতি দেয়। মিডি স্টেম এই কৌশলটি মিডি-স্টেম (ম্যাচড ইলুমিনেশন এবং ডিটেক্টর ইন্টারফেরোমেট্রি-স্টেম), কম প্রচলিত হলেও, উচ্চ বৈসাদৃশ্য পর্যায়ের চিত্র তৈরি করতে পিটিচোগ্রাফির সাথে ব্যবহৃত হয়। প্রোব গঠনের অ্যাপারচারে 0 এবং π/2 ফেজ শিফট অঞ্চল সহ একটি ফেজ প্লেট স্থাপন ফলস্বরূপ সিবিইডি প্যাটার্নে একাধিক ঘনীভূত বলয় তৈরি করে। 0 এবং π/2 অঞ্চলের মধ্যে গণনার পার্থক্য স্থানীয় নমুনা পর্যায়ের সরাসরি পরিমাপের অনুমতি দেয়। বিভিন্ন অঞ্চলে গণনাগুলি জটিল স্ট্যান্ডার্ড ডিটেক্টর জ্যামিতি বা 4ডি স্টেম-এ পিক্সেলেটেড ডিটেক্টর ব্যবহারের মাধ্যমে পরিমাপ করা যেতে পারে। পিক্সেলেটেড ডিটেক্টরগুলি পারমাণবিক রেজোলিউশনের সাথে এই কৌশলটি ব্যবহার করতে দেখানো হয়েছে। (এম. আই. ডি. আই)-স্টেম ডিপিসি বা পিটিচোগ্রাফির তুলনায় কম হাই-পাস ফিল্টারিং সহ চিত্র বৈসাদৃশ্য তথ্য তৈরি করে তবে সেই কৌশলগুলির তুলনায় উচ্চ স্থানিক ফ্রিকোয়েন্সিগুলিতে কম দক্ষ। (এম. আই. ডি. আই)-টাইপোগ্রাফির সাথে একত্রে ব্যবহৃত স্টেম পৃথকভাবে উভয় কৌশলের চেয়ে বৈপরীত্য তথ্য প্রদানের ক্ষেত্রে আরও কার্যকর বলে প্রমাণিত হয়েছে। আরও দেখুন ইলেক্ট্রন বিম ইনডিউসড ডিপোজিশন ট্রান্সমিশন ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি (টি. ই. এম) স্ক্যানিং ট্রান্সমিশন ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি (এস. টি. ই. এম) এনার্জি ফিল্টারড ট্রান্সমিশন ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি (ই. এফ. টি. ই. এম) হাই-রেজোলিউশন ট্রান্সমিশন ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি (এইচ. আর. টি. ই. এম) স্ক্যানিং কনফোকাল ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি (এস. সি. ই. এম) স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ (এস. ই. এম) ট্রান্সমিশন ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপির জন্য ডিটেক্টর রেফারেন্স ইলেক্ট্রন বিম ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি কৌশল