Diplomová práce

Live-view visualization tool for STEM detectors

Bc. Milan Hrabovský
Anotace

Cieľom tejto diplomovej práce je implementácia nástroja na zobazovanie a vizualizáciu signálu získavanom v reálnon čase pre skenovacie transmisné elektrónové mikroskopy (STEM). Práca bola realizovaná v spolupráci so spoločnosťou Thermo Fisher Scientific v Brne. Účelom tejto funkcionality je poskytnúť používateľom vo výrobe, zodpovedným za kalibráciu mikroskopov, jednotné prostredie kombinujúce vizualizáciu …více

Abstract

The aim of this thesis is to implement a STEM Live Feed Widget running on scanning transmission electron microscopes (STEM). The work was conducted in collaboration with Thermo Fisher Scientific in Brno. The feature is to provide users in the factory responsible for microscope calibrations with a unified environment combining live STEM visualization together with calibration procedures and instructions …více

Zadání práce

Electron microscopy enables imaging beyond the limits of optical methods by utilizing electron beams, with Transmission Electron Microscopy (TEM) and Scanning Transmission Electron Microscopy (STEM) representing fundamentally different acquisition approaches in transmission microscopy. In contrast to TEM, which forms images simultaneously using a broad electron beam, STEM relies on a focused probe scanning the sample line by line, with detectors collecting transmitted and scattered  electrons at each position. 

Sherpa is a plugin used for electron microscope calibration and alignment at Thermo Fisher Scientific manufacturer.  While Sherpa provides extensive support for TEM-based imaging, equivalent functionality for STEM detectors is currently missing. This diploma thesis focuses on the design and implementation of a live-view visualization tool for Sherpa plugin suite. The aim of this work is to introduce a STEM Live View widget into the developer version of Sherpa, extending its calibration capabilities and establishing a foundation for future STEM-oriented plugins.

The theoretical part of the thesis will analyze the principles of TEM and STEM image formation, emphasizing their differing data acquisition and visualization models. These differences require distinct approaches to data handling, acquisition control, detector interfaces, and real-time visualization. Written part will also include explanation of different STEM detector types, scanning parameters, Fourier analysis of high-resolution STEM (HRSTEM) images, and performance requirements for live visualization, including FFT interpretation and lattice reflectionvisibility. 

The practical part will focus on developing a Python-based widget integrated into the Sherpa plugin framework, supported by necessary extensions to the existing C++ backend, ensuring server-side data availability. A new user interface will be designed using PyQt, providing further control over detector selection, live image settings, and other visualizations. The solution will aim for performance comparable to existing TEM live-view tools and conclude with integration into Sherpa plugin and the creation of structured user documentation. The usability of the STEM live-view tool will be verified by an internal study. 

Práce zkontrolována:
21. 5. 2026 09:20, RNDr. Pavol Ulbrich, Ph.D., učo 410146
Jazyk práce
angličtina angličtina
Termín obhajoby
16. 6. 2026
Práce byla úspěšně obhájena

Vedoucí

RNDr. Pavol Ulbrich, Ph.D., učo 410146
stud CST MU

Oponent

RNDr. Zuzana Ferková, Ph.D.
stud FF MU

Masarykova univerzita Fakulta informatiky
Studijní program
Plán
Návrh a vývoj softwarových systémů
  • Přidání souboru

    Soubor nebo složku lze nahrát pomocí tlačítka Přidat.
  • Další operace se soubory

    Podrobnosti lze zjistit označením příslušného řádku.
  • Pohled pro experty

    Pro častou práci je možné zvolit režim Více možností.
  • Vyhledávání souborů

    Vyhledávaný výraz můžete zadat přímo do adresního řádku.
  • Rychlý přístup k souborům

    Pomocí funkce Nedávné je možné se rychle vrátit k právě prohlíženým souborům. Oblíbené soubory je také možné označit Hvězdičkou.