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Tempas (テンパス)
高分解能透過電子顕微鏡(HRTEM)シミュレーションソフトウェア
製品は英語アプリケーション・英語 PDF マニュアル付きです。

MacTempasXの後継品「Tempas」(macOSX/Windowsy用 64bit対応) がリリースされました。
Apple社が32bit アプリケーションのサポートを終了しているため、旧製品MacTempasXは
   開発終了となります。MacTempasXユーザの方の最新版ダウンロードはこちらをご覧ください。

「Tempas」は、HRTEM (高分解能透過電子顕微鏡) の画像/回折シミュレーション機能に加え、STEM (走査型透過電子顕微鏡) および CBED (収束電子回折) 計算機能を実装しています。画像の定量的な比較や構造精密化はもちろん、様々な機能を備えた前バージョン「MacTempas」のコードを完全に書き直したプログラムです。Tempas は開発プラットフォームに QT を利用していますので、macOS 版の開発と同時に Windows 版を作成することが可能となりました。

Tempas にはMacTempas の機能がそのまま維持されており、MacTempas の操作法を知っている方ならどなたでも Tempas を違和感なく操作できるはずです。さらに、グラフィカルユーザーインターフェース (GUI) が完全に書き換えられ、MacTempas には出来なかった機能が Tempas には追加されています。操作の多くは CPU のマルチコアを利用しているため、様々な操作がコア数に応じて高速化されます。


Tempas の主な機能

  • 完全なマルチスライス計算による高解像度 TEM 画像と動的回折パターン
  • 完全なマルチスライス計算による高解像度 STEM 画像
  • 「ライブ」コントロールにより計算される HRTEM 画像とシミュレーションの各種パラメータの関数としての波面 (exit wave)
  • 運動学的 SAD パターンと菊池パターンの計算
  • 運動学的 CBED パターンの計算
  • ブロッホ波計算による CBED パターン
  • リングパターン
  • 自動計算による HRTEM 連続傾斜像
  • シミュレーション画像と実験画像の完全な定量的比較
  • 画像の定量的照合に基づく構造および顕微鏡パラメータの精密化
  • 逆空間テーブル、面間隔と角度の計算機
  • 完全な画像操作
  • 基本的画像処理全般
  • 高度な画像処理機能、実空間、逆空間フィルタ、マスク、ノイズフィルタ等
  • ピークの検出、ピークの当てはめ、および、格子のあてはめ
  • パターン検索のためのテンプレートマッチング機能
  • 実空間と逆空間の置き換えと歪み解析
  • 結晶学的画像処理
  • 回折パターンの定量化
  • モチーフ抽出とノイズ推定による平均化
  • 完全な逆ポーランド記法による画像計算機
  • 画像の整列 (alignment)
  • フォーカスの決定
  • Gatan Digital Micrograph 画像 (画像データとカリブレーション) の読み込みのサポート
  • オプション:Digital Micrograph 互換スクリプト言語
  • オプション:波面 (exit wave) とオブジェクトの再構築パッケージ
  • …上記の他にも多彩な機能が装備されています


Tempas のスクリーンショット例

メインディスプレイウィンドウ。与えられた原子モデルを元にいくつかのデータを計算したサンプル例
メインディスプレイウィンドウ。与えられた原子モデルを元にいくつかのデータを計算したサンプル例

 

 

CBED パターン計算の開始画面
CBED パターン計算の開始画面

 

 

Tomographic Tilt Series (トモグラフィによる連続傾斜像) 計算の開始画面
Tomographic Tilt Series (トモグラフィによる連続傾斜像) 計算の開始画面

 

 

“Live Microscope Control” 機能を使った画像のシミュレーション。入力パラメータの更新に応じて画像は動的に更新されます

 

 

左側の画像は、LiFe3O4 の単位格子内の 3D 静電ポテンシャルの対数をあらわす 3D ImageVolume の最初の画像です。右側は同じ内容のサーフェスプロットです
左側の画像は、LiFe3O4 の単位格子内の 3D 静電ポテンシャルの対数をあらわす 3D ImageVolume の最初の画像です。右側は同じ内容のサーフェスプロットです

 

 

3D 静電ポテンシャルは様々な方法であらわすことができます。上記のインターフェースを使えば、異なる方向でボリュームをスライスできます
3D 静電ポテンシャルは様々な方法であらわすことができます。上記のインターフェースを使えば、異なる方向でボリュームをスライスできます

 

 

同じ内容の 3D ポテンシャルは、等値面 (ISO-Surface) としてあらわすこともできます。このサーフェスは、電位の値が指定した入力値に対応する場所に描画されます
同じ内容の 3D ポテンシャルは、等値面 (ISO-Surface) としてあらわすこともできます。このサーフェスは、電位の値が指定した入力値に対応する場所に描画されます

 

 

このコントロールウィンドウは、実験で得られた回折パターンから定量データを抽出するための開始画面の役割を果たします
このコントロールウィンドウは、実験で得られた回折パターンから定量データを抽出するための開始画面の役割を果たします

 

 

決定された格子上の回折斑点をもとに抽出されたピーク情報
決定された格子上の回折斑点をもとに抽出されたピーク情報

 

 

周期的な 2D の単位セルから対称化されたデータを使用した結晶学的画像処理
周期的な 2D の単位セルから対称化されたデータを使用した結晶学的画像処理

 

 

周期的な格子マスクを使用したフーリエ画像処理
周期的な格子マスクを使用したフーリエ画像処理

 

 

回折斑点の周辺情報からのデータを使用した Geometric Phase Analysis (幾何学的位相解析) による格子のずれとひずみの決定
回折斑点の周辺情報からのデータを使用した Geometric Phase Analysis (幾何学的位相解析) による格子のずれとひずみの決定

 

 

Geometric Phase Analysis (幾何学的位相解析) の分析に使用する規準となる格子ベクトルをあらわした例
Geometric Phase Analysis (幾何学的位相解析) の分析に使用する規準となる格子ベクトルをあらわした例

 

 

規準格子からの x 方向のずれ (deviations) を擬似カラー表示であらわした Geometric Phase Analysis (幾何学的位相解析) と、同じ格子からのずれを 2D であらわしたベクトルマップ
規準格子からの x 方向のずれ (deviations) を擬似カラー表示であらわした Geometric Phase Analysis (幾何学的位相解析) と、同じ格子からのずれを 2D であらわしたベクトルマップ

 

 

ビルトインされた Reverse Polish Notation Calculator (逆ポーランド記法計算機)。実数と複素数はもちろん、実画像と複素画像を計算できます
ビルトインされた Reverse Polish Notation Calculator (逆ポーランド記法計算機)。実数と複素数はもちろん、実画像と複素画像を計算できます

 

 

異なる照合条件を使用した2つの画像の比較例
異なる照合条件を使用した2つの画像の比較例