第十一-章---晶體薄膜衍射襯度成像分析-資料下載頁
2025-08-05 10:36本頁面
【正文】 形成明暗相間的條紋。 小 結 ? 層錯的襯度是電子束穿過層錯區(qū)時電子波發(fā)生位相改變造成的。 1) 平行于薄膜表面的層錯襯度特征為，在衍襯像中有層錯區(qū)域和無層錯區(qū)域將出現(xiàn)不同的亮度， 層錯區(qū)域將顯示為均勻的亮區(qū)或暗區(qū) 。 2) 傾斜于薄膜表面的層錯，其襯度特征為層錯區(qū)域出現(xiàn)平行的 條紋襯度。 3) 層錯的明場像，外側條紋襯度相對于中心對稱， 當 時，明場像外側條紋為亮襯度，當 時，外側條紋是暗的；而 暗場像外側條紋相對于中心不對稱，外側條紋一亮一暗。 4) 下表面處層錯條紋的襯度明暗場像互補，而上表面處的條紋襯度明暗場不反轉 。 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 ，無錯配度 ? 完全共格 ，有錯配度 ? 完全共格 ，局部有錯配度 ? 部分共格 ，有錯配度 ? 部分共格 ，局部有錯配度 ? 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雜，往往是 多種襯度效應的綜合結果。 主要通過兩種方式產生襯度： ? 應變襯度 ：第二相粒子的存在使其周圍 基體局部產生晶格畸變 ，電子束通過畸變區(qū)時， 振幅和位相發(fā)生變化，從而產生襯度 ? 沉淀物襯度 ：第二相粒子 成分、晶體結構、取向與基體不同 ，從而顯示出的襯度 （ 1）基體襯度（應變襯度） ? 應變襯度的來源是由于第二相和基體的界面點陣共格（或部分共格），但有一定的錯配度。第二相使周圍基體產生晶格畸變，即可用位移矢量 R 來描述。它對襯度的影響 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。第二相的空間形態(tài)及在基體中的存在形式不同，會產生的不同的應變場參量 R。 目前，襯度分析只是對球形對稱的應變場的研究比較細致。 ? 對球狀第二粒子引起的應變場是 球形徑向對稱分布 的，應變場 位移矢量 R沿球的徑向對稱分布，因此，對于任一特定的反射 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、結構因子襯度 它來源于 第二相與基體結構因子 差異，當?shù)诙嗯c基體兩者之間結構因子存在差別時，二者有不同的消光距離，從而顯示第二相的襯度。 設第二相質點的直徑為 D，當考慮的柱體內含有第二相質點時，相當于此柱體的有效厚度增加了一個厚度變化 Δt ? 因此，結構因子襯度 從根本上講是由于電子束經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度。 顯示結構因子襯度的典型情況是 固溶體中形成的溶質富集 。 ii、取向襯度 當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，這種襯度的特點是均勻的亮或暗。 產生取向襯度的條件 是： 基體和第二相間晶體結構有明顯的差異 ，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成暗場像，能清晰地觀察到第二相的大小和分布。 iii、位移條紋襯度 ? 當基體中存在大尺寸的沉淀物薄片時，它使沉淀物片兩側附近的基體向相反方向位移。當位移的晶面相對于試樣表面傾斜一個角度時，電子束通過它們，由于位相突變，會產生類似等厚條紋的條紋襯度。位移條紋總是平行于測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— 沉淀物片四周的結構位錯數(shù) δ — 與基體的錯配度 bn— 這些位錯垂直于片表面的布氏矢量的分量 ? 位移條紋可用于測定由沉淀物引起的位移矢量的方向和大小 。當沉淀物片很薄時，以至于無法得到其衍射花樣時，可以利用位移條紋襯度檢測是否有第二相析出。 片狀析出物重疊在基體上，若物鏡光欄圍住倒易矢量長度相等或相近的分屬于基體和第二相的兩個斑點成像時，兩支衍射束相干的結果將會得到一種條紋花樣，稱為 波紋圖 。波紋圖襯度是一種特殊類型的位向相干襯度，是分辨晶體點陣的一種間接方法 。 ? 利用二次衍射束和透射束成像，在明場也會出現(xiàn)波紋圖。平行波紋圖： 平行條紋與反射晶面平行 ? 間距： 旋轉波紋圖 Ф 很小，條紋與反射晶面垂直 間距： 若 d=d39。=D ? 根據波紋圖的紋間距可求面間距 d≠d39。 習 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，并說明什么是明場像、暗明場像和中心暗場像。 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. 衍襯運動學的基本假設及其意義是什么 ?怎樣做才能滿足或接近基本假設 ? 6. 舉例說明理想晶體衍襯運動學基本方程在解釋衍襯圖像中的應用。 7. 用非理想晶體衍襯運動學基本方程解釋層錯與位錯的襯度形成原理。 8. 什么是缺陷不可見判據 ?如何用不可見判據來確定位錯的布氏矢量 ? 9. 說明孿晶與層錯的襯度特征，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)，同時要分析其晶體結構和共格界面的位向關系，如何制備樣品 ?以怎樣的電鏡操作方式和步驟來進行具體分析 ? 11. 動力學理論和運動學有什么區(qū)別 ?為什么說運動學理論是動力學在一定條件下的特例 ?
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