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Accès ouvert déclaré 2025 article

DONUT: physics-aware machine learning for real-time X-ray nanodiffraction analysis

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1Pays d’affiliation déclarés

Rattachement africain : us. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Abstract Coherent X-ray scattering techniques are critical for investigating the fundamental structural properties of materials at the nanoscale. While advancements have made these experiments more accessible, real-time analysis remains a significant bottleneck, often hindered by artifacts and computational demands. In scanning X-ray nanodiffraction microscopy, which is widely used to spatially resolve structural heterogeneities, this challenge is compounded by the convolution of the divergent beam with the sample’s local structure. To address this, we introduce DONUT (Diffraction with Optics for Nanobeam by Unsupervised Training), a physics-aware neural network designed for the rapid and automated analysis of nanobeam diffraction data. By incorporating a differentiable geometric diffraction model directly into its architecture, DONUT learns to predict crystal lattice strain and orientation in real-time. Crucially, this is achieved without reliance on labeled datasets or pre-training, overcoming a fundamental limitation for supervised machine learning in X-ray science. We demonstrate experimentally that DONUT accurately extracts all features within the data over 200 times more efficiently than conventional fitting methods.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
DONUT: physics-aware machine learning for real-time X-ray nanodiffraction analysis
Date Crossref
16/12/2025
Éditeur
Springer Science and Business Media LLC
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Argonne National Laboratory Advanced Photon Source pays non établi dans la notice
    Structure de recherche
  • Cornell University Department of Materials Science and Engineering pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure

Advanced Photon Source — Argonne National Laboratory et Department of Materials Science and Engineering — Cornell University.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

Les sujets associés

Machine Learning in Materials ScienceAdvanced Electron Microscopy Techniques and ApplicationsAdvanced X-ray Imaging Techniques

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