材料分析方法第六章電子衍射(已修改)
2025-03-05 21:36 本頁(yè)面
【正文】 第六章 電 子 衍 射 第六章 電 子 衍 射 ? 內(nèi)容提要： ? 引言 ? 第一節(jié) 電子衍射原理 ? 第二節(jié) 單晶電子衍射花樣的標(biāo)定 ? 第三節(jié) 多晶電子衍射花樣的標(biāo)定 第六章 電 子 衍 射 引 言 ? 透射電鏡的 主要特點(diǎn) ：可進(jìn)行微觀組織形貌與晶體結(jié)構(gòu)的同位分析。（ 通過(guò)怎樣的操作實(shí)現(xiàn)？ ） ? 透射電鏡中電子衍射的應(yīng)用 ? 主要有以下三個(gè)方面： ? ① 物相分析和結(jié)構(gòu)分析； ? ② 確定晶體位向； ? ③ 確定晶體缺陷的結(jié)構(gòu)及其晶體學(xué)特征。 第六章 電 子 衍 射 電子衍射和 X射線衍射的比較 ? 共同點(diǎn)： ? ① 原理相似 ? 衍射方向上二者都是以滿足（或基本滿足）布拉格方程作為產(chǎn)生衍射的必要條件； ? 衍射強(qiáng)度上二者都要滿足 |F|2≠0 。 ? ② 衍射花樣在幾何特征上也大致相似。 第六章 電 子 衍 射 單晶體衍射花樣 — 由排列得十分整齊的許多斑點(diǎn)所組成； 多晶體的衍射花樣 — 一系列不同半徑的同心圓環(huán)； 非晶體物質(zhì)的衍射花樣 — 只含有一個(gè)或兩個(gè)非常彌散的衍射環(huán)。 第六章 電 子 衍 射 ? 不同 點(diǎn)： ? ① 電子衍射的布拉格角 θ 很小，約為 1176。 。 ? 電子衍射的 θ 角 約為 1176。 ，而 X射線產(chǎn)生衍射時(shí)，其 θ角最大可接近 90 176。 ? ② 略微偏離布格條件的電子束也能發(fā)生衍射。 ? 采用薄晶樣品。薄晶樣品的倒易點(diǎn)被拉長(zhǎng)為倒易桿，增加了倒易陣點(diǎn)和愛(ài)瓦爾德球相交截的機(jī)會(huì)，結(jié)果使略微偏離布格條件的電子束也能發(fā)生衍射。 第六章 電 子 衍 射 ? ③ 電子衍射斑點(diǎn)大致分布在一個(gè)二維倒易截面內(nèi) ? 愛(ài)瓦爾德球半徑比倒易矢量大幾十倍，可近似認(rèn)為產(chǎn)生的電子衍射斑點(diǎn)大致分布在一個(gè)二維倒易截面內(nèi)。 ? ④ 電子衍射束的強(qiáng)度較大 ? 物質(zhì)對(duì)電子的散射遠(yuǎn)高于它對(duì) X射線的散射能力（約高出四個(gè)數(shù)量級(jí)） 電子在樣品中的穿透距離有限。結(jié)果：電子衍射適合研究微晶、表面、薄膜的晶體結(jié)構(gòu)；攝取衍射花樣時(shí)曝光時(shí)間短，僅需數(shù)秒鐘。 ? 此外，對(duì)電鏡中的電子衍射，微區(qū)結(jié)構(gòu)和形貌可同步分析；衍射斑點(diǎn)位置精度低。 第六章 電 子 衍 射 第一節(jié) 電子衍射原理 ? 一、布拉格方程 ? 二、晶帶定理和零層倒易截面 ? 三、偏離矢量與倒易陣點(diǎn)擴(kuò)展 ? 四、電子衍射基本公式 ? 五、選區(qū)衍射 第六章 電 子 衍 射 一、布拉格方程 ? 電子衍射與 X射線衍射條件結(jié)果的比較 ? ① 電鏡的照明光源（即高能電子束）比 X射線更容易滿足衍射的波長(zhǎng)條件 。 ? 對(duì)于給定的晶體樣品，產(chǎn)生衍射 的波長(zhǎng)條件： 。 ? ② 電子衍射的衍射角總是非常?。?1 ～ 2 176。 ）。 ? 通常的透射電鏡中電子波的波長(zhǎng)為 102～ 103nm數(shù)量級(jí)，而常見(jiàn)晶體的晶面間距為 1 ～ 101nm數(shù)量級(jí)，于是 d2????? ? 2~110 2 r ad? 衍射線集中在前方！ 第六章 電 子 衍 射 ? 衍射矢量方程和艾瓦爾德圖解法 ? X射線衍射的衍射矢量方程： h k lgkk ??39。電子衍射的衍射矢量方程？ 第六章 電 子 衍 射 二、晶帶和零層倒易截面 ? 晶帶 ? 在空間點(diǎn)陣中，平行于某一晶向的所有晶面均屬于同一晶帶。 ? 同一晶帶中所有晶面的交線互相平行，其中通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的那條交線稱為晶帶軸。 ?晶帶軸的晶向指數(shù)即為該 晶帶 的指數(shù)， 用 [uvw]表示。 第六章 電 子 衍 射 ? 晶帶定律 ? 若晶帶 的指數(shù)為 [uvw]，晶帶中某晶面的指數(shù)為 (hkl),則 ? (hkl)的倒易矢量 g必定垂直于 [uvw]。 0??? lwkvhu晶帶定律 第六章 電 子 衍 射 晶帶和零層倒易截面 ? 零層倒易面： 垂直于晶帶軸方向 ， 并過(guò)倒易原點(diǎn)的倒易平面稱為零層倒易面。用 (uvw)*0表示。 ? 零層倒易面上的各倒易矢量均與晶帶軸垂直！ ? 推廣：正空間的一個(gè)晶帶所屬的晶面族可以用倒空間的一個(gè)平面(uvw)*表示；晶帶軸 [uvw]的方向即為此倒易平面的法線方向。 第六章 電 子 衍 射 ? 在電子衍射中，相對(duì)于某一特定晶帶軸 [uvw]的零層倒易面內(nèi)各倒易陣點(diǎn)的指數(shù)的 兩個(gè)約束條件 ： ? ① 、各倒易陣點(diǎn)和晶帶軸指數(shù)間必須滿足晶帶定理。 ? ② 、只有不產(chǎn)生消光的晶面（即 |F|2≠0 ）才能在零層倒易面上出現(xiàn)倒易陣點(diǎn)。 ? 根據(jù)上述條件，在倒空間中，可作出一系列零層倒易截面。 第六章 電 子 衍 射 第六章 電 子 衍 射 同一倒易點(diǎn)陣，不同的晶帶軸，對(duì)應(yīng)不同的零層倒易面！ 第六章 電 子 衍 射 ? 由同一晶帶
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