第十一-章---晶體薄膜衍射襯度成像分析-資料下載頁(yè)
2025-08-05 10:36本頁(yè)面
【正文】 形成明暗相間的條紋。 小 結(jié) ? 層錯(cuò)的襯度是電子束穿過層錯(cuò)區(qū)時(shí)電子波發(fā)生位相改變?cè)斐傻摹? 1) 平行于薄膜表面的層錯(cuò)襯度特征為，在衍襯像中有層錯(cuò)區(qū)域和無層錯(cuò)區(qū)域?qū)⒊霈F(xiàn)不同的亮度， 層錯(cuò)區(qū)域?qū)@示為均勻的亮區(qū)或暗區(qū) 。 2) 傾斜于薄膜表面的層錯(cuò)，其襯度特征為層錯(cuò)區(qū)域出現(xiàn)平行的 條紋襯度。 3) 層錯(cuò)的明場(chǎng)像，外側(cè)條紋襯度相對(duì)于中心對(duì)稱， 當(dāng) 時(shí)，明場(chǎng)像外側(cè)條紋為亮襯度，當(dāng) 時(shí)，外側(cè)條紋是暗的；而 暗場(chǎng)像外側(cè)條紋相對(duì)于中心不對(duì)稱，外側(cè)條紋一亮一暗。 4) 下表面處層錯(cuò)條紋的襯度明暗場(chǎng)像互補(bǔ)，而上表面處的條紋襯度明暗場(chǎng)不反轉(zhuǎn) 。 3 第二相粒子 1)．第二相在基體中的存在形式 第二相粒子主要指那些與基體之間處于共格或半共格狀態(tài)的粒子，存在的形式有： ? 完全共格 ，無錯(cuò)配度 ? 完全共格 ，有錯(cuò)配度 ? 完全共格 ，局部有錯(cuò)配度 ? 部分共格 ，有錯(cuò)配度 ? 部分共格 ，局部有錯(cuò)配度 ? 完全不共格 2)．合金中第二相的襯度 ? 合金中第二相粒子的襯度比較復(fù)雜，往往是 多種襯度效應(yīng)的綜合結(jié)果。 主要通過兩種方式產(chǎn)生襯度： ? 應(yīng)變襯度 ：第二相粒子的存在使其周圍 基體局部產(chǎn)生晶格畸變 ，電子束通過畸變區(qū)時(shí)， 振幅和位相發(fā)生變化，從而產(chǎn)生襯度 ? 沉淀物襯度 ：第二相粒子 成分、晶體結(jié)構(gòu)、取向與基體不同 ，從而顯示出的襯度 （ 1）基體襯度（應(yīng)變襯度） ? 應(yīng)變襯度的來源是由于第二相和基體的界面點(diǎn)陣共格（或部分共格），但有一定的錯(cuò)配度。第二相使周圍基體產(chǎn)生晶格畸變，即可用位移矢量 R 來描述。它對(duì)襯度的影響 可以用不完整晶體衍襯理論中的附加位相因子來描述。 第二相引起周圍基體產(chǎn)生畸變的位移矢量與第二相的空間形態(tài)及在基體中的存在形式有關(guān)。第二相的空間形態(tài)及在基體中的存在形式不同，會(huì)產(chǎn)生的不同的應(yīng)變場(chǎng)參量 R。 目前，襯度分析只是對(duì)球形對(duì)稱的應(yīng)變場(chǎng)的研究比較細(xì)致。 ? 對(duì)球狀第二粒子引起的應(yīng)變場(chǎng)是 球形徑向?qū)ΨQ分布 的，應(yīng)變場(chǎng) 位移矢量 R沿球的徑向?qū)ΨQ分布，因此，對(duì)于任一特定的反射 g，總能有滿足下列條件的 R ? 在滿足上述條件 R的方向上，將不產(chǎn)生畸變引起的襯度，此處的襯度與周圍基體無畸變區(qū)相同，這條線稱為 無襯度線（零襯度線）， 無襯度線的方向與操作反射垂直 。 （ 2）沉淀物襯度 i、結(jié)構(gòu)因子襯度 它來源于 第二相與基體結(jié)構(gòu)因子 差異，當(dāng)?shù)诙嗯c基體兩者之間結(jié)構(gòu)因子存在差別時(shí)，二者有不同的消光距離，從而顯示第二相的襯度。 設(shè)第二相質(zhì)點(diǎn)的直徑為 D，當(dāng)考慮的柱體內(nèi)含有第二相質(zhì)點(diǎn)時(shí)，相當(dāng)于此柱體的有效厚度增加了一個(gè)厚度變化 Δt ? 因此，結(jié)構(gòu)因子襯度 從根本上講是由于電子束經(jīng)過的路程上遇到了第二相，使薄膜的有效厚度發(fā)生了變化 ，從而改變了出射電子束的強(qiáng)度。 顯示結(jié)構(gòu)因子襯度的典型情況是 固溶體中形成的溶質(zhì)富集 。 ii、取向襯度 當(dāng)基體和第二相二者之一某一組晶面處于有利的反射位置，第二相顯示襯度，這種襯度的特點(diǎn)是均勻的亮或暗。 產(chǎn)生取向襯度的條件 是： 基體和第二相間晶體結(jié)構(gòu)有明顯的差異 ，即第二相與基體部分共格或完全不共格，而且大尺寸的第二相粒子最易呈現(xiàn)這種襯度。 選用第二相的衍射斑點(diǎn)成暗場(chǎng)像，能清晰地觀察到第二相的大小和分布。 iii、位移條紋襯度 ? 當(dāng)基體中存在大尺寸的沉淀物薄片時(shí)，它使沉淀物片兩側(cè)附近的基體向相反方向位移。當(dāng)位移的晶面相對(duì)于試樣表面傾斜一個(gè)角度時(shí)，電子束通過它們，由于位相突變，會(huì)產(chǎn)生類似等厚條紋的條紋襯度。位移條紋總是平行于測(cè)定物片與薄膜表面的交線。 在典型部分共格沉淀物片的情況下，位移垂直于片的表面，其大小為 Δt — 沉淀物片的厚度 n— 沉淀物片四周的結(jié)構(gòu)位錯(cuò)數(shù) δ — 與基體的錯(cuò)配度 bn— 這些位錯(cuò)垂直于片表面的布氏矢量的分量 ? 位移條紋可用于測(cè)定由沉淀物引起的位移矢量的方向和大小 。當(dāng)沉淀物片很薄時(shí)，以至于無法得到其衍射花樣時(shí)，可以利用位移條紋襯度檢測(cè)是否有第二相析出。 片狀析出物重疊在基體上，若物鏡光欄圍住倒易矢量長(zhǎng)度相等或相近的分屬于基體和第二相的兩個(gè)斑點(diǎn)成像時(shí)，兩支衍射束相干的結(jié)果將會(huì)得到一種條紋花樣，稱為 波紋圖 。波紋圖襯度是一種特殊類型的位向相干襯度，是分辨晶體點(diǎn)陣的一種間接方法 。 ? 利用二次衍射束和透射束成像，在明場(chǎng)也會(huì)出現(xiàn)波紋圖。平行波紋圖： 平行條紋與反射晶面平行 ? 間距： 旋轉(zhuǎn)波紋圖 Ф 很小，條紋與反射晶面垂直 間距： 若 d=d39。=D ? 根據(jù)波紋圖的紋間距可求面間距 d≠d39。 習(xí) 題 1. 制備薄膜樣品的基本要求是什么 ?具體工藝過程如何 ?雙噴減薄與離子減薄各適用于制備什么樣品 ? 2. 什么是衍射襯度 ?它與質(zhì)厚襯度有什么區(qū)別 ? 3. 畫圖說明衍襯成像原理，并說明什么是明場(chǎng)像、暗明場(chǎng)像和中心暗場(chǎng)像。 4. 什么是消光距離 ?影響晶體消光距離的主要物性參數(shù)和外界條件是什么 ? 5. 衍襯運(yùn)動(dòng)學(xué)的基本假設(shè)及其意義是什么 ?怎樣做才能滿足或接近基本假設(shè) ? 6. 舉例說明理想晶體衍襯運(yùn)動(dòng)學(xué)基本方程在解釋衍襯圖像中的應(yīng)用。 7. 用非理想晶體衍襯運(yùn)動(dòng)學(xué)基本方程解釋層錯(cuò)與位錯(cuò)的襯度形成原理。 8. 什么是缺陷不可見判據(jù) ?如何用不可見判據(jù)來確定位錯(cuò)的布氏矢量 ? 9. 說明孿晶與層錯(cuò)的襯度特征，并用各自的襯度形成原理加以解釋。 10. 要觀察鋼中基體和析出相的組織形態(tài)，同時(shí)要分析其晶體結(jié)構(gòu)和共格界面的位向關(guān)系，如何制備樣品 ?以怎樣的電鏡操作方式和步驟來進(jìn)行具體分析 ? 11. 動(dòng)力學(xué)理論和運(yùn)動(dòng)學(xué)有什么區(qū)別 ?為什么說運(yùn)動(dòng)學(xué)理論是動(dòng)力學(xué)在一定條件下的特例 ?
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