材料分析測試技術(shù)chapter7晶體薄膜衍射成像分析-在線瀏覽
2025-04-10 10:19本頁面
【正文】 內(nèi)圓切割機切片 . 第二步驟是樣品的預先減薄 ? 預先減薄的方法有兩種，即機械法和化學法。如果材料較硬，可減薄至 70μm 左右；若材料較軟，則減薄的最終厚度不能小于 100μm 。這種方法是把切割好的金屬薄片放入配好的試劑中，使它表面受腐蝕而繼續(xù)減薄。 ? 但是，化學減薄時必須先把薄片表面充分清洗，去除游污或其他不潔物，否則將得不到滿意的結(jié)果 第三步驟是最終減薄 ? 最終減薄方法有兩種即雙噴減薄和離子減薄。常用雙噴減薄液見表71。 離子減薄 ? 離子減薄是物理方法減薄，它采用離子束將試樣表層材料層層剝?nèi)?，最終使試樣減薄到電子束可以通過的厚度。試樣放置于高真空樣品室中，離子束（通常是高純氬）從兩側(cè)在 35KV加速電壓加速下轟擊試樣表面，樣品表面相對離子束成 030186。 ? 離子減薄方法可以適用于礦物、陶瓷、半導體及多相合金等電解拋光所不能減薄的場合。但是離子減薄的質(zhì)量高薄區(qū)大。 72 衍襯襯度原理 ? 在透射電子顯微鏡下觀察晶體薄膜樣品所獲得的圖像，其襯度特征與該晶體材料同入射電子束交互作用產(chǎn)生的電子衍射現(xiàn)象直接有關，此種襯度被稱為衍射襯度，簡稱“衍襯”。 “雙光束條件”下的衍襯圖像 ? 衍射襯度則是只利用透射束或衍射束獲得的圖像，像點亮度將僅由相應物點處的衍射波振幅 Φ g決定（ Ig |φ g|2），也被稱為振幅襯度。 ?明 ,暗場襯度 ? 明場 : ? 光欄孔只讓 透射束通過 ,熒光屏上亮的區(qū)域是透射區(qū) ? 暗場 : ? 光欄孔只讓 衍射束通過 ,熒光屏上亮的區(qū)域是產(chǎn)生衍射的晶體區(qū) 衍襯運動學理論簡介 ? 衍襯理論所要處理的問題是通過對入射電子波在晶體樣品內(nèi)受到的散射過程作分析， 計算在樣品底表面射出的透射束和衍射束的強度分布 ，即計算底表面對應于各物點處電子波的振幅進而求出它們的強度，這也就相當于求出了衍襯圖像的襯度分布。 衍襯理論的兩種處理方法 ? 衍襯理論可有兩種處理方法。 ? 然而，如果只需要定性地了解衍襯圖像的襯度特征，可應用簡化了的 衍襯運動學理論 。下面我們將講述衍襯運動學的基本概念和應用。 ? 從入射電子受到樣品內(nèi)原子散射過程的分析中我們知道，此種散射作用在本質(zhì)上是非常強烈的，所以忽略了動力學相互作用的運動學理論只能是一種相當近似的理論。 實驗中的兩個先決條件 ? 結(jié)合晶體薄膜樣品的透射電子顯微分析的具體情況，我們可以通過以下兩條途徑近似地滿足運動學理論基本假設所要求的實驗條件： ? （ 1）采用 足夠薄的樣品 ，使入射電子受到多次散射的機會減少到可以忽略的程度。正是由于我們采用較薄的樣品，由非彈性散射引起吸收效應一般也不必在運動學理論中加以認真的考慮。 ? 首先，我們通常僅限于在“ 雙光束條件 ” 下進行討論 ? 樣品平面內(nèi)位于座標（ x， y）處、高度等于厚度 t、截面足夠小的一個晶體柱內(nèi)原子或晶胞的散射振幅疊加而得。 2．理想晶體的衍射強度 ? 考慮圖 710所示的厚度為 t完整晶體內(nèi)晶柱 OA所產(chǎn)生的衍射強度。晶體下表面的衍射振幅等于上表面到下表面各層原子面在衍射方向 k′ 上的衍射波振幅疊加的總和，考慮到各層原子面衍射波振幅的相位變化，則可得到 Φ g的表達式如下 ? ? （ 71） ? = ? 式中， 是 r處原子面散射波相對于晶體上表面位置散射波的相位角差 rKieFingg ????? ???? 2c o s 柱體??? ieFin g ??柱體c o srKi ??? ?? 2消光距離 ξg ? 引入消光距離 ? 則得到 ? ? ξg 是衍襯理論中一個重要的參數(shù)，表示在精確符合布拉格條件時透射波與衍射波之間能量交換或強度振蕩的深度周期。r=整數(shù)（因為g=ha*+kb*+lc*，而 r必為點陣平移矢量的整數(shù)倍，可以寫成 r=ua+vb+wc）， s//r//z。此時，圖 710中的晶柱在 OA也將發(fā)生某種畸變，柱體內(nèi)位于 z深度處的體積元 dz因受缺陷的影響發(fā)生位移 R，其坐標矢量由理想位置的 r變?yōu)?r′ ： ? r′= r+R （ 76） ? 顯然，當考慮樣品平面內(nèi)一個確定位置（ x , y）的物點處的晶體柱時， R僅是深度 z的函數(shù)；在一般情況下， R當然也與柱體離開缺陷的位置有關。 缺陷晶體的衍射強度 ? 晶體柱發(fā)生畸變后，位于r′ 處的體積元 dz的散射振幅為 ? ? = ? = ? 因為 ghklR數(shù)值很小，有時 s和 R接近垂直可以略去，又因 s和 R接近平行，故 sR ? 與理想晶體相比，可發(fā)現(xiàn)缺陷晶體附近
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