節(jié)透射電子顯微分析(參考版)
2025-05-01 00:21本頁面
【正文】 由球差和散焦產(chǎn)生的總的相位移為： )21(2 204 ???? fC s ???的時候，所以使：）相位移為（而最佳相位襯度發(fā)生在 212 ??n212)21(2 204 ????? ）（ ????? nfCs是獲得最佳相位移的最好途徑，當(dāng)球基系數(shù) Cs、電子波波長 λ為定值 時，合理選配散焦 Δf0和入射角 β即可達(dá)到最佳相位襯度的調(diào)節(jié)。 上圖，物點 x0以 β角射入物鏡光闌，由于物鏡的球差使物點不是在 I0而是在 I′0成像。由這種襯度形成的圖象為相位襯度像。但是輕微散射電子與透射電子之間存在相位差，再加上透鏡失焦和球差對相位差的影響，經(jīng)物鏡的會聚作用，在像平面上發(fā)生干涉。 相位襯度 觀察 1nm以下的細(xì)節(jié)，所用的薄晶體試樣厚度小于 10nm。 薄晶體成像除了根據(jù)衍襯原理形成的衍襯像外，還有根據(jù)相位襯度原理形成的高分辨率像，它的研究對象是 1nm以下的細(xì)節(jié)。若 D’處晶面處于精確滿足布喇格條件， B處晶面不完全滿足布喇格條件，于是 A、 B、 C、 D’處晶面的衍射強(qiáng)度不同， 此時無論用透射束還是衍射束均產(chǎn)生襯度，得到刃型位錯的衍襯像。 衍襯像 如果晶體試樣為一厚度完全均勻、沒有任何彎曲和缺陷的完整晶體的薄膜，當(dāng)其某一組晶面（ hkl）滿足市喇格條件，則該晶面組在各處滿足布喇格條件程度相同，衍射強(qiáng)度相同，無論用透射束成像或衍射束成像，均看不到襯度。如果用物鏡后焦面上的物鏡光闌把 B晶粒的 hkl衍射束擋掉；只讓透射束通過光闌孔進(jìn)行成像，由于 IA≈I0， IB≈I0Ihkl，則像平面上兩顆晶粒的亮度不同，于是形成襯度。若膜薄內(nèi)有兩顆晶粒 A和 B，它們之間的唯一差別在于取向不同，當(dāng)強(qiáng)度為 I0的入射電子照射試樣，若 B晶粒的某hkl晶面組與入射電子束交成精確的布喇格角 θB，產(chǎn)生衍射，則入射電子束在 B晶粒區(qū)域內(nèi)經(jīng)過散射之后，將分成強(qiáng)度為 Ihkl的衍射束和強(qiáng)度為 I0— Ihkl的透射束兩部分。在雙光束條件下明場與暗場的像襯度互補(bǔ)。這樣得到的暗場像不畸變，分辨率高。用衍射束形成的電子圖像稱為暗場像（ DF）。用透射束形成的電子圖像最清晰、明亮，稱為明場像（ BF）。選擇單光束用于晶體的衍襯像，選擇多光束用于晶體的晶格像。研究衍襯像的理論稱為衍襯理論。 所謂衍射襯度是基于晶體薄膜內(nèi)各部分滿足衍射條件的程度不同而形成襯度。由于試樣薄膜的厚度差不多，密度一致，薄膜對電子散射作用大致相同，即使是多相 材料也相差無幾，因此不可能以質(zhì)厚襯度獲得晶體中缺陷的圖象。 五、薄晶體電子顯微像 如前所述，質(zhì)厚襯度理論適用于解釋非晶體、復(fù)型膜試樣的電子圖象。適用于微量試樣，待定物含量很低的物相分析 ?可以得到有關(guān)晶體取向的資料。原理見圖 251e，右圖為 Si（ 111）的會聚束電子衍射圖。會聚束經(jīng)試樣衍射后成透射束的明場圓盤和衍射束的暗場圓盤，這些衍射盤中的強(qiáng)度分布細(xì)節(jié) 及其對稱性給出晶體結(jié)構(gòu)的三維信息。 （ 4）高分散性電子衍射（小角度電子衍射） 高分散性電子衍射的目的是拉開衍射斑點和透射斑的距離，以便于分辨和分析。因 f0很小所以分辨率不高。 r對 L或 R比值越小，分辨率越高。微束電子衍射的電子束直徑最小可達(dá) 50nm，因而不需要使用選區(qū)光闌就能得到微區(qū)電子衍射，也不會產(chǎn)生衍射與選區(qū)不相對應(yīng)的情況。通過改變選區(qū)光闌孔大小，可以改變選區(qū)大小，使衍射譜與所造試樣像區(qū) 一一對應(yīng)。在圖 2－ 50所示的選區(qū)光闌孔情況下，只有試樣 AB區(qū)的各級衍射束能通過選區(qū)光闌最終在熒光屏上成譜，而 AB區(qū)外的各級衍射束均被選區(qū)光闌擋住而不能參與成譜。
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