01第一章-微觀結(jié)構(gòu)分析基本原理-資料下載頁
2025-07-24 01:43本頁面
【正文】 陰極熒光 ? 有些物質(zhì)在高能電子束的轟擊下會發(fā)出可見光，稱為陰極熒光。它也是電子躍遷過程釋放能量的一種方式，不過能量較小，波長在可見光的范圍內(nèi)。它是價電子躍遷釋放出來的，所以能量小。如果晶體內(nèi)存在雜質(zhì)原子，在導帶和滿帶之間的禁帶會形成局部能級，它們的能量差很小。這些局部能級的電子激發(fā)和躍遷，伴隨著釋放可見光。 ? 陰極熒光的波長不但與基體物質(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 ， 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 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 ， 如果在試樣上加一電場 ， 它們分別順著和逆著電場方向運動 ， 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或其他晶體缺陷 ， 會促使電子 空穴對的復合 ， 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 。 ? 對于金屬 ， 電子 空穴對 (即自由電子與正離子 )會很快復合成原子 ， 很難測出感生電流 。 但是對半導體 ， 復合的時間比較長 ， 在 PN結(jié)附近加以較大電場 ， 可以測出電子束感生電流 。所以 ， 利用它可以研究半導體內(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 三、 分析方法的種類及功能 按照束源分類： （ 1） 電子顯微術(shù)： 同時獲得結(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 。 缺點主要是電子穿透能力弱 （ 穿透能力為十分之一微米量級 ） ， 帶來樣品制備和實驗等方面的困難；電子與物質(zhì)的作用十分強烈 ， 致使結(jié)果分析較復雜 。 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： 屬于利用光子進行物質(zhì)分析的一種 。 X光的波長在 ~ ， 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)金屬里達數(shù)十個微米 測量結(jié)果精確 ， 實驗簡便 ， 最常用的有效分析手段 。 缺點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、 分析方法的種類及功能 （ 3） 中子衍射： 沒有電荷 ， 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 。 ?中子衍射的第一個優(yōu)點是強的穿透能力 ， 可研究厘米量級的塊狀樣品 ， 避免了多重散射 ，樣品的表面效應可忽略 ， 數(shù)據(jù)處理變得很簡便 （ 衍射峰為高斯分部 ） 。 ?第二個優(yōu)點是中子對不同種類的原子很敏感 ，可進行同位素互換 、 磁場影響等研究 。 中子衍射的缺點與 X光衍射類似 ， 并且費用高昂 ， 實驗場所只限于有原子反應堆的地方 。隨著核技術(shù)的發(fā)展 ， 中子衍射在法國 、 美國等已成為一種廣泛應用的研究手段 。 三、 分析方法的種類及功能 原子核的組成 中子 質(zhì)子 統(tǒng)稱 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 按照物質(zhì)結(jié)構(gòu)的分析模式分類： ? 晶體結(jié)構(gòu) （ 各類衍射儀 ） 、 ? 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 （ 分析型電鏡 ） 。 三、 分析方法的種類及功能 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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