Группа электрохимического наноструктурирования
Группа электрохимического
наноструктурирования    
Химический факультет МГУ
Москва, Ленинские горы, 1, стр. 3
+7 (916) 23-23-829
Заказать звонок
Главная
Новости
Состав группы
Научные направления
  • Анодный оксид алюминия
  • Металлические нанонити
  • Диоксид титана
Публикации
Программы
Контакты
EN
Ещё
    Группа электрохимического наноструктурирования
    Главная
    Новости
    Состав группы
    Научные направления
    • Анодный оксид алюминия
    • Металлические нанонити
    • Диоксид титана
    Публикации
    Программы
    Контакты
    EN
    Ещё
      Алгоритм цветовой кодировки
      • Главная
      • Новости
      • Состав группы
      • Научные направления
        • Назад
        • Научные направления
        • Анодный оксид алюминия
        • Металлические нанонити
        • Диоксид титана
      • Публикации
      • Программы
      • Контакты
      • EN
      • +7 (916) 23-23-829
      Будьте на связи
      Химический факультет МГУ
      Москва, Ленинские горы, 1, стр. 3
      kirill@inorg.chem.msu.ru

      Алгоритм цветовой кодировки

      • Главная
      • Программы
      • Алгоритм цветовой кодировки
      • Алгоритм цветовой кодировки
      • Алгоритм цветовой кодировки

      Для визуализации доменной структуры анодного оксида алюминия удобно воспользоваться алгоритмом цветовой кодировки, основные положения которого были предложены в работе [R. Hillebrand, et. al. // ACS Nano, 2008, v. 2(5), pp. 913–920].

      Реализация данного алгоритма, в общем случае, состоит из четырех последовательных стадий:
      1. нахождение положения центра каждой поры на микрофотографии в декартовой системе координат путем обработки РЭМ изображения пористой оксидной пленки в программе ImageJ (более подробно см. в разделе «Статистический анализ изображений»);
      2. поиск в полученном массиве координат центров пор ближайших соседей для каждого канала с использованием алгоритма Вороного;
      3. расчет угла φi между вектором, соединяющим выбранную пору с ближайшей соседней из числа найденных на предыдущем шаге, и положительной полуосью абсцисс (см. рис. 1) – данная величина переводится в интервал [0°; 60°] путем многократного прибавления или вычитания 60° и усредняется по всем ближайшим соседям (величина <φ>);

      4. раскраска поры на РЭМ изображении в зависимости от угла <φ> в соответствии с введенной цветовой шкалой.

      Phi.png

      Рисунок 1. Определение угла ориентации φ единичной поры для кластера из выбранной поры и ее ближайшего окружения [R. Hillebrand et al. // ACS Nano, 2008, v. 2(5), pp. 913–920].

      В результате на основании изображения растровой электронной микроскопии формируется цветная карта, показывающая ориентацию рядов пор в плоскости оксидной пленки (рис. 2а,б). Применение данного алгоритма позволяет не только визуализировать доменную структуру анодного оксида алюминия, но и наглядно демонстрирует дефекты в гексагональной упаковке каналов (на изображении окрашены белым цветом).

      Применение алгоритма цветовой кодировки к изображениям РЭМ при малом увеличении (рис. 2в) позволяет визуализировать ориентационные корреляции в структуре анодного оксида алюминия на большой площади [K.S. Napolskii et al. // J. Mater. Chem., 2012, v. 22, pp. 11922–11926]. На рисунке 2в отчетливо видно преобладание зеленой окраски системы пор, что соответствует <φ>~25° согласно выбранной цветовой шкале. Распределение ориентации рядов пор для данного участка представлено в виде гистограммы на рисунке 2г. На изображении виден четкий максимум. Его положение (<φ>) соответствует выделенному направлению ориентации системы пор, а ширина на полувысоте (FWHM) характеризует мозаичность пористой структуры (Δφ).

      ColorCoding_exp.png

      Рисунок 2. (а) Изображение РЭМ нижней поверхности мембраны анодного оксида алюминия после удаления барьерного слоя. (б) Изображение РЭМ после цветовой кодировки – поры раскрашены в зависимости от среднего угла ориентации ближайшего окружения. Белым показаны поры, не имеющие гексагонального окружения. (в) Изображение РЭМ при малом увеличении после цветовой кодировки. Видно присутствие выделенного направления ориентации рядов пор. (г) Распределение пор по углу ориентации для изображения на панели (в). Иллюстрации заимствованы из работы [K.S. Napolskii et al. // J. Mater. Chem., 2012, v. 22, pp. 11922–11926].

      Дополнительной возможностью программы GrainDistribution является определение размера доменов пористой структуры. В данном случае под доменом понимается совокупность пор, разброс ориентации которых в плоскости не превышает заданную пользователем величину. Программа реализует алгоритм распространения, основные положения которого были предложены в работе [R. Hillebrand et al. // ACS Nano, 2008, v. 2(5), pp. 913–920].

      Программу GrainDistribution (разработчики: Александра В. Рослякова и Дмитрий С. Кошкодаев) и инструкцию по её применению для цветовой кодировки РЭМ изображений Вы можете бесплатно скачать по ссылке ниже.

      DOWNLOAD

      Если Вы воспользовались нашей программой и нашли ее полезной, пожалуйста, процитируйте нашу работу [I.V. Roslyakov, D.S. Koshkodaev, A.A. Eliseev, D. Hermida-Merino, V.K. Ivanov, A.V. Petukhov, K.S. Napolskii. Growth of Porous Anodic Alumina on Low-Index Surfaces of Al Single Crystals // The Journal of Physical Chemistry C, 2017. DOI: 10.1021/acs.jpcc.7b09998] в своих научных трудах.



      Назад к списку
      © 2026 Все права защищены.
      Сайт создан компанией IT Архитектура
      Наши контакты


      +7 (916) 23-23-829
      kirill@inorg.chem.msu.ru
      Химический факультет МГУ
      Москва, Ленинские горы, 1, стр. 3