01第一章-微觀結(jié)構(gòu)分析基本原理-資料下載頁(yè)
2025-07-24 01:43本頁(yè)面
【正文】 陰極熒光 ? 有些物質(zhì)在高能電子束的轟擊下會(huì)發(fā)出可見(jiàn)光，稱(chēng)為陰極熒光。它也是電子躍遷過(guò)程釋放能量的一種方式，不過(guò)能量較小，波長(zhǎng)在可見(jiàn)光的范圍內(nèi)。它是價(jià)電子躍遷釋放出來(lái)的，所以能量小。如果晶體內(nèi)存在雜質(zhì)原子，在導(dǎo)帶和滿帶之間的禁帶會(huì)形成局部能級(jí)，它們的能量差很小。這些局部能級(jí)的電子激發(fā)和躍遷，伴隨著釋放可見(jiàn)光。 ? 陰極熒光的波長(zhǎng)不但與基體物質(zhì)有關(guān) ， 還與雜質(zhì)原子有關(guān) 。因此 ， 可以利用陰極熒光確定基體中的雜質(zhì) 。 晶體缺陷 ， 如位錯(cuò) ， 析出物附近的原子能態(tài)也發(fā)生變化 ， 故可以利用陰極熒光觀察晶體內(nèi)的缺陷 。 第一章 微觀結(jié)構(gòu)分析基本原理 二、 固體樣品受到入射電子激發(fā)產(chǎn)生的各種信號(hào) 電子束感生電流 ? 高能電子束轟擊試樣 ， 在其中產(chǎn)生許多電子 — 空穴對(duì) ， 如果在試樣上加一電場(chǎng) ， 它們分別順著和逆著電場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng) ， 便產(chǎn)生電流 ， 這就是電子束感生電流 。 ? 如果某一處存在位錯(cuò)或其他晶體缺陷 ， 會(huì)促使電子 空穴對(duì)的復(fù)合 ， 結(jié)果使感生電流減小 。 所以 ， 可以利用電子束感生電流研究晶體缺陷 。 ? 對(duì)于金屬 ， 電子 空穴對(duì) (即自由電子與正離子 )會(huì)很快復(fù)合成原子 ， 很難測(cè)出感生電流 。 但是對(duì)半導(dǎo)體 ， 復(fù)合的時(shí)間比較長(zhǎng) ， 在 PN結(jié)附近加以較大電場(chǎng) ， 可以測(cè)出電子束感生電流 。所以 ， 利用它可以研究半導(dǎo)體內(nèi)的缺陷 。 第一章 微觀結(jié)構(gòu)分析基本原理 二、 固體樣品受到入射電子激發(fā)產(chǎn)生的各種信號(hào) 三、 分析方法的種類(lèi)及功能 按照束源分類(lèi)： （ 1） 電子顯微術(shù)： 同時(shí)獲得結(jié)構(gòu) （ 衍射 ） 、 形貌 （ 成象 ） 和成分（ X光能譜和波譜 、 電子能量損失譜 、 俄歇電子譜等 ）信息； 電子束的波長(zhǎng)很小 ， 可覆蓋從微觀到宏觀的所有結(jié)構(gòu)尺度； 高分辨率 。 缺點(diǎn)主要是電子穿透能力弱 （ 穿透能力為十分之一微米量級(jí) ） ， 帶來(lái)樣品制備和實(shí)驗(yàn)等方面的困難；電子與物質(zhì)的作用十分強(qiáng)烈 ， 致使結(jié)果分析較復(fù)雜 。 透射電鏡 掃描電鏡 俄歇譜儀 電子探針 第一章 微觀結(jié)構(gòu)分析基本原理 （ 2） X光衍射： 屬于利用光子進(jìn)行物質(zhì)分析的一種 。 X光的波長(zhǎng)在 ~ ， 正適合于分析物質(zhì)的原子結(jié)構(gòu) 。 X光與被輻射物質(zhì)的電子云相互作用 ， 但相互作用弱于電子束 ， 穿透能力在多數(shù)金屬里達(dá)數(shù)十個(gè)微米 測(cè)量結(jié)果精確 ， 實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)便 ， 最常用的有效分析手段 。 缺點(diǎn)是只能給出平均的結(jié)構(gòu)信息 ， 與輕原子作用很弱 ， 不適于研究生物樣品； 不適合成像 。 X 光衍射儀 第一章 微觀結(jié)構(gòu)分析基本原理 三、 分析方法的種類(lèi)及功能 （ 3） 中子衍射： 沒(méi)有電荷 ， 因此直接與原子核和原子磁矩作用 ， 相互作用比起電子和 X光要弱很多 。 ?中子衍射的第一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)的穿透能力 ， 可研究厘米量級(jí)的塊狀樣品 ， 避免了多重散射 ，樣品的表面效應(yīng)可忽略 ， 數(shù)據(jù)處理變得很簡(jiǎn)便 （ 衍射峰為高斯分部 ） 。 ?第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)是中子對(duì)不同種類(lèi)的原子很敏感 ，可進(jìn)行同位素互換 、 磁場(chǎng)影響等研究 。 中子衍射的缺點(diǎn)與 X光衍射類(lèi)似 ， 并且費(fèi)用高昂 ， 實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所只限于有原子反應(yīng)堆的地方 。隨著核技術(shù)的發(fā)展 ， 中子衍射在法國(guó) 、 美國(guó)等已成為一種廣泛應(yīng)用的研究手段 。 三、 分析方法的種類(lèi)及功能 原子核的組成 中子 質(zhì)子 統(tǒng)稱(chēng) 核子 U He H 1 1 4 2 235 92 X A Z （核）電荷數(shù) 質(zhì)量數(shù) 原 子 核 的 組 成 10－ 15m 元素符號(hào) 按照物質(zhì)結(jié)構(gòu)的分析模式分類(lèi)： ? 晶體結(jié)構(gòu) （ 各類(lèi)衍射儀 ） 、 ? 成像 （ 主要透射電鏡 、 掃描電鏡 ） 、 ? 成分 （ X光能譜和波譜 、 電子能量損失譜 、 俄歇電子譜 ） 、 ? 綜合 類(lèi) （ 分析型電鏡 ） 。 三、 分析方法的種類(lèi)及功能 課后要求： 自行閱讀電子與物質(zhì)相互作用和結(jié)構(gòu)分析技術(shù)的普通介紹。 在自己的課題或所了解的范圍，尋找能夠利用結(jié)構(gòu)分析的具體例子，并結(jié)合這些例子，指出需要用何種分析技術(shù)。
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