透過電子顕微鏡向けTEM/STEM像収差補正シミュレーション

elbis特設サイト

English

株式会社バイオネット研究所

まずはご相談ください 電話:042-512-9021 フォームからのお問い合わせ

透過電子顕微鏡画像シミュレーションソフトBioNet elbis(バイオネット エルビス)

透過電子顕微鏡に"リアルな確証"をもたらす

収差補正対応:高分解能TEM/STEM像をシミュレーション

BioNet elbisで作成したクラスターモデル

BioNet elbisで計算したクラスターモデルのTEM像

BioNet elbis
Electron Beam Image Simulator

elbisとは?

elbisは、マルチスライス法を用いた高分解能TEM/STEM像のシミュレーション計算を行うソフトウェアです。近年のTEM/STEMにおいては収差補正技術が確立されており、これにともない、得られる像を正しく解釈することが重要になってきています。現在の電子顕微鏡の分解能は1Åを軽く凌駕しており、試料の原子レベルでの構造の解析が可能となっています。究極の高分解能で得られるデータをもとに試料構造の議論を行う場合は、アーチファクトの影響がないことを保証するために、残存収差量が目的の試料構造の解像に影響を与えていないことを確認することが重要です。
elbisは、収差補正電子顕微鏡においての収差類等の光学条件を考慮しつつ、素早く簡単な操作でシミュレーション計算を行うことができます。

TOPICS

2017.05.30-06.01 第73回日本顕微鏡学会に出展し、ソフトのデモを行います
2017.06.28-30 国際バイオテクノロジー展 BIO tech 2017 に出展し、ソフトのデモを行います
2015.10.15 東京都中小企業振興公社 ニューマーケット開拓支援事業支援対象製品に採択されました

BioNet elbisのデモ操作動画

さまざまな使用条件下における像シミュレーション
簡単な操作で、しかもスピーディーに実現。
透過電子顕微鏡ユーザーに新たな発見をもたらし、
画期的研究成果へと導きます。

BioNet elbisによるシミュレーションの様子を動画で紹介しております。

動画を見る

  • 結晶構造を3Dビューワーで表示する様子
  • GPU利用によるリアルタイムTEM像計算
  • 数秒でのSTEM像計算 等
  • ※キャプション機能をオンにしていただくと、操作の説明が表示されます

BioNet elbisの3つの特長

1GPUによりリアルタイムで
画像の変化が得られる

『BioNet elbis(GPU版)』は、GPU搭載PCによる並列計算を利用することで圧倒的な高速計算処理を実現しました。
GPUが得意とする並列演算処理によりシミュレーションの処理速度を飛躍的に向上。通常版(CPU版)と比べてFFTでは20倍の速度を、すべての収差を考慮したTCC計算では、100〜500倍の処理速度を誇り、リアルタイムにTEM像の収差補正シミュレーションの結果が得られ、処理待ちのストレスがまったくありません。

TCC計算の比較(6回非点までのすべての収差を計算)

TCC計算の比較

通常版とGPU版との演算処理の比較グラフ。
TEM/STEM像の残存収差の再計算などでその威力を存分に発揮できる

2タンパク質試料やウイルスにも
対応可能なパフォーマンス

収差補正電子顕微鏡による究極の分解能で得られるデータを基に試料構造の議論を行う場合、アーチファクトの影響がないことを保証するために、残存収差量が目的の試料構造に影響を与えていないことを確認することが不可欠です。
『BioNet elbis』は、収差類等の光学条件を考慮したシミュレーション計算が行えます。物性および原子レベルでの構造解析が可能。タンパク質試料やウイルスなどのデータも取り扱えます。

BioNet elbisで計算したタンパク質試料(血中のヘモグロビン)とウイルス(RDV)の高分解TEM像

BioNet elbisで計算したタンパク質試料(血中のヘモグロビン)と
ウイルス(RDV)の高分解TEM像(構造はPDBより)

3国内外の収差補正電子顕微鏡を
シミュレート

『BioNet elbis』は、日本電子株式会社(JEOL)や米FEI社をはじめとする国内・海外製の6極子型収差補正電子顕微鏡もシミュレート可能。これらの透過電子顕微鏡ユーザー向けにソフトウエア開発を行いました。収差補正電子顕微鏡が持つ光学系の影響を考慮したビーム強度、Ronchigram(ロンチグラム)が計算できます。

残存高次収差の影響をシミュレーション

残存高次収差の影響をシミュレーション
([2,3,4,5,6] 回非点、2次coma, star,3-lobe, 4次coma)

収差補正状態

収差補正状態
(D50=0.04nm) Cs=0.001mm, df=-0.7nm

結晶内のプローブ電子波の伝播(LiV2O4[110]at 300kV, 収差補正STEM)。
光学的および結晶学的条件での計算

計算例&仕様

操作性の良いUI

TEM像計算例

通常の結晶であれば、TEM像は瞬時に計算されます。TEM像計算後、光学系の計算条件をダイアログボックスから変更可能。デフォーカスや収差等を、マウスホイール操作で変更すると、変更はただちに像に反映されます。

試料h-Nb2O5 [010] at 300kV
試料h-Nb2O5 [010] at 300kV

STEM像計算例(Li2V2O4 [110] at 300kV)

STEM像計算は、3Dモデル表示ダイアログボックスにて作成されるスーパーセルデータに対して行われます。STEM像の各種計算条件(detector形状、スキャン領域、スキャン幅等)はダイアログボックスより入力編集できます。※1

※1本ソフトでは、STEM像における熱散漫散乱の効果は、imaginary potentialとビームのコンボリューションにて計算しています。

HAADF:outer/inner=100mrad/70mrad
HAADF:outer/inner=100mrad/70mrad

ABF:outer/inner=25mrad/20mrad
ABF:outer/inner=25mrad/20mrad

CBD計算例(Si [111] 50 nm at 30kV)

CBD計算は、3Dモデル表示ダイアログボックスにて作成されるスーパーセルデータに対して行われます。CBDディスクにHOLZラインが現れる様子が計算されています。※2

※2本ソフトでは、CBDにおける熱散漫散乱の効果は、モンテカルロ法による繰り返し計算で frozen phononとして計算しています。


モンテカルロ法

BioNet elbisの主な機能とパッケージ構成

型番(製品名) BN-130520EIS(BioNet elbis CPU対応版) BN-140520EIS(BioNet elbis GPU対応版)
主な機能
  • 結晶・スーパーセル・クラスタ設定と機能3D表示
  • 動力学的電子回折計算・表示
  • CBD計算・表示
  • 通常のTEM/STEM像計算・表示 (収差補正時の残存収差シミュレーションに対応) 
  • タンパク等の巨大分子データの計算・TEM像表示
  • GPUによる計算処理の最適化(BioNet elbis GPU対応版のみ)
パッケージ構成

BioNet elbis(ソフトウエア本体)
ライセンス認証キー(USB)

※ デスクトップPCとノートPCどちらのセットにも対応可能。ご相談ください。

動作環境

対応OS Windows 7/8/10(BN-130520EIS : 32/64bit OS)(BN-140520EIS : 64bit OS のみ)
使用環境
(搭載メモリ、モニタ環境、
その他)
  • 容量4ギガバイト以上のメインメモリを搭載したPC(容量16ギガバイト以上を推奨)
  • 14インチ以上のモニタ環境
  • BioNet elbis GPU版には、米NVIDIA社製Compute Capability3以上のGPUを搭載したPCが必要

※ GPUカードならびにPCについては、最近のOSに対応するため、機種や仕様に変更が生じますので随時ご確認ください。

お問い合わせ

BioNet elbisは
バイオネット研究所の自社開発品です

ご購入ご検討の方へ

ご購入に関するご相談、動作環境の確認、お見積りのご依頼、資料のご請求、ご購入後のサポート等、お気軽にお問い合わせください。

各種お問い合わせ、資料・カタログのご請求は、お電話かフォームをご利用ください。TEL 042-512-9021

会社概要

社名 株式会社バイオネット研究所
本社 〒190-0022 東京都立川市錦町2-3-28 アルブ立川ビル2F
TEL 042-512-9021
FAX 042-512-9022
代表者 代表取締役 新川隆朗
設立 2010年2月
資 本 金 8,250万円(2016年4月現在)
事業内容 システム開発とバイオビジネス
加盟団体 一般財団法人 バイオインダストリー協会, ナノテクノロジービジネス推進協議会,
神奈川県非破壊試験技術交流会, 社団法人 TAMA産業活性化協会

事業内容

  • 計測・医療機器のシステム開発
  • 計測・医療機器のデータ解析
  • システム開発のコンサルテーション
  • 次世代バイオビジネスの展開
  • インターネットを利用した通信販売