【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 此時(shí)如果附加位相角 α≠0 ，層錯(cuò)所在的區(qū)域會(huì)有不同于無(wú)層錯(cuò)區(qū)域的亮度； ? 更經(jīng)常遇到 傾斜于薄膜表面的層錯(cuò) ，見(jiàn)圖 714，在 α≠0 的條件下，表現(xiàn)為平行于層錯(cuò)面與薄膜上、下表現(xiàn)交線的亮暗相間條紋，其襯度機(jī)理可簡(jiǎn)單說(shuō)明如下。 ? 柱體 OA被層錯(cuò)面分割為上、下兩部分， OS=t1和 SA=t2（薄膜總厚度 t =t1+ t2），在層錯(cuò)面處下部晶體整體位移 R。當(dāng)t1=ntg=n/s時(shí)，合成振幅與無(wú)層錯(cuò)區(qū)域的理想晶體柱沒(méi)有差別，而在 t1≠n/s 處，合成振幅發(fā)生變化，從而形成了與孿晶界等厚條紋十分相似的規(guī)則平行亮暗條紋； ? 因?yàn)閷渝e(cuò)面兩側(cè)晶體取向相同，兩側(cè)像亮度即使在樣品傾轉(zhuǎn)時(shí)也始終保持一致，可以與孿晶界條紋襯度加以區(qū)別。 堆垛層鏡的襯度 ? 傾斜于薄膜表面的層錯(cuò)，見(jiàn)圖 714，在α≠0 的條件下，表現(xiàn)為平行于層錯(cuò)面與薄膜上、下表現(xiàn)交線的亮暗相間條紋 條紋襯度特征比較 界面條紋 平行線 非直線 間距不等 孿晶條紋 平行線 直線 間距不等 層錯(cuò)條紋 平行線 直線 間距相等 四、位錯(cuò)的襯度 ? 非完整晶體衍射襯運(yùn)動(dòng)學(xué)基本方程可以很清楚地用來(lái)說(shuō)明螺位錯(cuò)線的成像原因。 ? 圖 715是一條和薄晶體表面平行的螺型位錯(cuò)線，螺型位錯(cuò)線附近有應(yīng)變場(chǎng)，使晶體 PQ畸變成 P‘Q’。 ? 根據(jù)螺型位錯(cuò)線周?chē)拥奈灰铺匦?，可以確定缺陷矢量 R的方向和布氏矢量 b方向一致。 ? 位錯(cuò)的襯度 ? 圖中 x表示晶柱和位錯(cuò)線之間的水平距離， y表示位錯(cuò)線至膜上表面的距離， z表示晶柱內(nèi)不同深度的坐標(biāo)，薄晶體的厚度為 t。因?yàn)榫е挥诼菪臀诲e(cuò)的應(yīng)力場(chǎng)之中，晶柱內(nèi)各點(diǎn)應(yīng)變量都不相同，因此各點(diǎn)上 R矢量的數(shù)值均不相同，即 R應(yīng)是坐標(biāo) z的函數(shù)。為了便于描繪晶體的畸變特點(diǎn)，把度量 R的長(zhǎng)度坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成角坐標(biāo) β ，其關(guān)系如下 ? 從式中可以看出晶柱位置確定后（ x和 y一定）， R是 z的函數(shù)。因?yàn)榫w中引入缺陷矢量后，其附加位相角α=2πg(shù) hklR，故 ??2?bR??2bR ? x yz ?? ?1ta n? x yzbR ?? ? 1ta n2??? nx yzbg h k l ???? ? 1t a n位錯(cuò)的襯度 ? ghklb可以等于零，也可以是正、負(fù)的整數(shù)。如果ghklb=0，則附加位相角就等于零，此時(shí)即使有螺位錯(cuò)線存在也不顯示襯度。如果 ghklb≠0 ，則螺位錯(cuò)線附近的襯度和完整晶體部分的襯度不同 . ? ghklb=0稱為位錯(cuò)線不可見(jiàn)性判據(jù) ， 利用它可以確定位錯(cuò)線的布氏矢量。因?yàn)?ghklb=0表示 ghkl和 b相垂直，如果選擇兩個(gè) g矢量作操作衍射時(shí)，位錯(cuò)線均不可見(jiàn)，則就可以列出兩個(gè)方程，即 ?????????00222111bgbglkhlkh位錯(cuò)線不可見(jiàn)性判據(jù) ? 如果 gb=0，則位錯(cuò)的衍襯像不可見(jiàn)。由此規(guī)則可以確位錯(cuò)的 Burgers矢量： B ? g1b=0 ? g2b=0則 ? b//g1 g2 刃型位錯(cuò)襯度的產(chǎn)生及其特征 ? 位錯(cuò)引起它附近晶面的局部轉(zhuǎn)動(dòng)，意味著在此應(yīng)變場(chǎng)范圍內(nèi)，（ hkl）晶面存在著額外的附加偏差 。 ? 位錯(cuò)線的像將出現(xiàn)在其實(shí)際位置的另一側(cè)。 ? 位錯(cuò)線的像總是有一定的寬度 對(duì)應(yīng)“ 應(yīng)變場(chǎng)襯度 ” ? S?位錯(cuò)襯度 位錯(cuò)襯度 五、第二相粒子襯度 ? 這里指的第二相粒子主要是指那些和基體之間處于共格或半共格狀態(tài)的粒子。 ? 它們的存在會(huì)使基體晶格發(fā)生畸變，由此就引入了缺陷矢量 R，使產(chǎn)生畸變的晶體部分和不產(chǎn)生畸變的部分之間出現(xiàn)襯度的差別，因此，這類襯度被稱為應(yīng)變場(chǎng)襯度。 第二相粒子襯度 ? 以球形共格粒子為例，粒子周?chē)w中晶格的結(jié)點(diǎn)原子產(chǎn)生位移，結(jié)果使原來(lái)的理想晶柱彎曲成弓形，兩者衍射波振幅必然存在差別。 ? 但是，凡通過(guò)粒子中心的晶面都沒(méi)有發(fā)生畸變 ,這些晶面上不存在任何缺陷矢量（即 R=0， α=0 ），從而使帶有穿過(guò)粒子中心晶面的基體部分也不出現(xiàn)缺陷襯度。 ? 球形共格沉淀相的明場(chǎng)像中，粒子分裂成兩瓣，中間是個(gè)無(wú)襯度的線狀亮區(qū)（如圖 719b所示）。 ? 操作矢量 g正好和這條襯度線重直，這是因?yàn)檠苌渚嬲猛ㄟ^(guò)粒子的中心，晶面的法線為 g方向，電子束是沿著和中心無(wú)畸變晶面接近平行的方向入射的，根據(jù)這個(gè)道理，若選用不同的操作矢量，無(wú)襯度線的方位將隨操作矢量而變。操作矢量 g與無(wú)襯度線成 90176。 角。 第二相粒子襯度 ? 在進(jìn)行薄膜衍襯分析時(shí)，樣品中的第二相粒子不一定都會(huì)引起基體晶格的畸變，因此在熒光屏上看到的第二相粒子和基體間的襯度差別主要是下列原因造成的。 ? 1．第二相粒子和基體之間的晶體結(jié)構(gòu)以及位向存在差別，由此造成的襯度。利用第二相提供的衍射斑點(diǎn)作暗場(chǎng)像，可以使第二相粒子變亮。這是電鏡分析過(guò)程中最常用的驗(yàn)證與鑒別第二相結(jié)構(gòu)和組織形態(tài)的方法。 ? 2．第二相的散射因子和基體不同造成的襯度。如果第二相的散射因子比基體大，則電子束穿過(guò)第二相時(shí)被散射的幾率增大，從而在明場(chǎng)像中第二相變暗。實(shí)際上，造成這種襯度的原因和形成質(zhì)厚襯度的原因相類似。另一方面由于散射因子不同，二者的結(jié)構(gòu)因數(shù)也不相同，由此造成了所謂結(jié)構(gòu)因數(shù)襯度。 小結(jié) ? 一 .透射電鏡樣品制備方法 : 用 AC紙或碳膜復(fù)制金相或斷口的表面形貌 質(zhì)厚襯度 用復(fù)型的手段將微小粒子從基體中分離出來(lái) 結(jié)構(gòu)因數(shù)襯度 將微米 ,納米樣品粉末分散在支撐膜銅網(wǎng)上 結(jié)構(gòu)因數(shù)襯度 在大塊金屬上切割薄片晶體經(jīng)繼續(xù)減薄 (雙噴 ,離子 )制備 衍襯襯度 小結(jié) 明場(chǎng)像 以光欄套住透射斑 ,擋掉所有衍射斑成像 衍襯襯度 :明亮區(qū)衍射少 ,暗區(qū)衍射強(qiáng)烈 暗場(chǎng)像 以光欄套住一個(gè)衍射斑 ,擋掉透射斑和其它衍射斑成像 衍襯襯度 :明亮區(qū)就是產(chǎn)生該衍射的區(qū)域 中心暗場(chǎng)像 將一衍射斑移至熒光屏中心 ,以光欄套住這個(gè)衍射斑 ,擋掉透射斑和其它衍射斑成像 像散比普通暗場(chǎng)像小 小結(jié) 理想晶體 振幅僅與 t,s有關(guān) 僅當(dāng)厚度 t或偏離矢量 s變化時(shí)顯示條紋襯度 缺陷晶體 比理想晶體多了一個(gè)附加相位角 除上述襯度外 , 晶體缺陷也可以顯示襯度 (α≠ 2π 的整數(shù)倍 ) i s tgges sti ?????? ?? )s in (?? ??柱體)( ????? ieigg電子顯微圖像 ? 阿貝成像原理的第一步，通過(guò)衍射譜的形成，揭示樣品的晶體結(jié)構(gòu)和取向信息。阿貝成像原理的第二步，衍射譜中透射斑和各個(gè)衍射斑的球面波在像平面通過(guò)干涉成像。干涉成像的結(jié)果是獲得一幅有黑白襯度的圖像。 ? 圖像為何產(chǎn)生不同的襯度以及這些襯度像與物的對(duì)應(yīng)關(guān)系如何就需要襯度理論來(lái)給予詮釋。結(jié)合電鏡操作，圖像襯度是在物鏡的背焦面上通過(guò)物鏡光闌選擇衍射斑成像的結(jié)果。不同的選擇有不同的襯度，如圖 72所示。 ? 當(dāng)以物鏡光闌套住透射斑，而擋掉所有衍射斑成像稱之“明場(chǎng)像”（圖 71 a））；讓光闌套住一個(gè)衍射斑，擋掉透射斑和其它衍射斑（圖 71 b））成像稱之“暗場(chǎng)像”。明、暗場(chǎng)操作方式下，光闌擋掉部分電子波不能在像平面參與成像，從而導(dǎo)致像平面上出現(xiàn)振幅差異。這種振幅差異產(chǎn)生的襯度稱振幅襯度，振幅襯度包括質(zhì)厚襯度和衍襯襯度。圖 71 c）的操作方式是讓透射束和多個(gè)衍射束共同到達(dá)像平面干涉成像，這時(shí)的襯度是由衍射波、透射波的相位差引起的，所以稱之相位襯度。 質(zhì)厚襯度原理 ? 非晶體材料成像操作是以物鏡光闌套住透射斑，材料對(duì)電子的散射角大時(shí)，散射電子射向光闌孔外而被光闌擋掉。質(zhì)厚襯度就是建立在非晶體樣品中原子對(duì)入射電子的散射和透射電子顯微鏡小孔徑角成像基礎(chǔ)上的成像原理，是解釋非晶樣品電子顯微圖像襯度的理論依據(jù)。 原子散射截面 ? 當(dāng)一個(gè)電子穿透非晶體薄樣品時(shí)，將與樣品發(fā)生互相作用，或與原子核相互作用，或與核外電子相互作用。 ? 當(dāng)與原子核相互作用時(shí)，由于電子的質(zhì)量比原子核小得多，所以原子核對(duì)入射電子的散射作用，一般只引起電子改變運(yùn)動(dòng)方向，而能量沒(méi)有變化（或變化甚微），這種散射叫做彈性散射。散射電子運(yùn)動(dòng)方向與原來(lái)入射方向之間的夾角叫做散射角，用 α來(lái)表示，如圖 72所示。散射角 α的大小取決于瞄準(zhǔn)距離 rn、原子核的電荷 Ze和入射電子加速電壓 U，其關(guān)系如下： ? 或 nUrZe???UZern ?? 如果我們把式（ 71）式中的 α作為穿過(guò)光闌孔徑電子的臨界散射角，那么對(duì)應(yīng)存在一個(gè)臨界半徑 rn。所以可用 πrn178。來(lái)衡量一個(gè)孤立的原子核把入射電子散射到比 α角度大的方向上去的能力，習(xí)慣上叫做彈性散射截面，用 σn來(lái)表示 2nn r?? ? ? 但是，當(dāng)一個(gè)電子與一個(gè)孤立的核外電子發(fā)生散射作用時(shí)，由于兩者質(zhì)量相等，散射過(guò)程不僅使入射電子改變運(yùn)動(dòng)方向，還發(fā)生能量變化，這種散射叫做非彈性散射。散射角可以由下式來(lái)定 ? 或 （ 72） ? 式中 re —入射電子對(duì)核外電子的瞄準(zhǔn)距離； e