【正文】 是接近的，并非可以忽略不計的，透射束和衍射束的交互作用仍是不可避免的。 注意 ? 薄樣品的情況難以完全代表大塊材料的真實結(jié)構(gòu)； ? 由于電子束之間的動力學(xué)交互作用產(chǎn)生的襯度現(xiàn)象，只能用動力學(xué)理論才能得到滿意地解釋。隨著電子波在晶體內(nèi)沿入射方向傳播，透射波不斷地發(fā)生衍射，強(qiáng)度不斷下降，若忽略非彈性散射所引起的吸收效應(yīng)，則相應(yīng)的能量（強(qiáng)度）轉(zhuǎn)移到衍射波方向，所以衍射波的強(qiáng)度不斷加強(qiáng)。 ? 由于入射波與 hkl晶面相交成精確的布拉格角 θ ，所產(chǎn)生的衍射波也與 hkl晶面相交成θ 角，強(qiáng)度增加的衍射波同樣也可以作為入射波在 hkl晶面 發(fā)生衍射，這樣激發(fā)的二次衍射的方向與透射波的方向一致，隨著衍射波在晶體內(nèi)的進(jìn)一步傳播，衍射波的能量逐步下降，透射波的能量強(qiáng)度逐步增強(qiáng)，這種強(qiáng)烈的動力學(xué)相互作用的結(jié)果使得電子束在晶體內(nèi)傳播過程中透射波和衍射波的強(qiáng)度發(fā)生周期性振蕩。 注意 ? “消光”是指盡管滿足衍射條件，但由于動力學(xué)相互作用的結(jié)果，在晶體內(nèi)一定深度處衍射波或透射波的強(qiáng)度，將周期性地取零值。設(shè)樣品表面單位面積中含有 n個單胞，單胞的散射振幅為 Fg，設(shè)入射波振幅為 1，則表面單位面積內(nèi)原子在觀察點的衍射波振幅為 n Fg，將它折合到與衍射束垂直的平面上的散射則為nFg/cosθ，當(dāng)符合布拉格衍射條件時，該面上各原子散射波的相位相同。 ? 各原子層的散射波之間相位并不一致，不能用標(biāo)量疊加，只能用矢量合成。連接原點與圓周上任意一點的玄矢量都對應(yīng)一定的振幅。 將 λ=h/mev， v是電子運動速度， me是電子質(zhì)量，帶入得到 ξ g=πmevVccosθ/λFg 消光距離的性質(zhì) ? 對于確定的波長，消光距離是晶體的一種物理性質(zhì)，同時也是不同衍射波矢量 g的函數(shù)； ? 同一晶體中，不同的晶面產(chǎn)生的衍射波處于雙束條件時，有不同的消光距離，即不同的 ξ g值。因此樣品可以看成是由許許多多這樣的晶柱平行排列組成的散射體，晶柱之間不發(fā)生交互作用，這就是晶柱近似。 ? 在 200kV下，電子束可穿透的樣品厚度約為200nm。 ? 設(shè)產(chǎn)生衍射的晶面垂直于樣品表面，單位振幅的入射電子波入射到表面，衍射束沿以 OP為軸線 ,半徑為 ro的柱體產(chǎn)生衍射。 sin2(π st)/(π s)2是干涉函數(shù)。 ? 當(dāng)電子束進(jìn)入晶體時，透射束強(qiáng)度為極大，隨著電子束在晶體內(nèi)的傳播，透射束的強(qiáng)度逐漸降低，衍射束的強(qiáng)度逐漸增加并達(dá)到極大值，而透射束的強(qiáng)度達(dá)到相應(yīng)的極小值。 ? 在 s不變的情況下， ξ g=1/s ? 衍射束強(qiáng)度 隨樣品厚度的周期性振蕩可定性地、滿意地解釋晶體樣品楔形邊緣處出現(xiàn)的消光條紋。 ? 同一亮線或暗線所對應(yīng)的樣品位置具有相同的厚度，故稱為等厚消光條紋。 等傾消光條紋 ? 如果樣品的厚度不變，但是局部晶面取向發(fā)生變化，衍射強(qiáng)度將隨偏離參量的變化而變化，有Ig=(t2π 2/ξ g2)sin2(π st)/(π st2)2 ? s=0時，衍射強(qiáng)度有極大值，當(dāng)s=(2n+1)/2t(n=1,2,?) 時，衍射強(qiáng)度都有極大值，不過隨著 s的增大，衍射強(qiáng)度的極大峰值迅速下降。 ? 當(dāng) s=n/t時，衍射強(qiáng)度出現(xiàn)第 n個極小值，是衍射強(qiáng)度發(fā)生消光的位置。 ? 振蕩周期為 sg=1/t ? 衍射強(qiáng)度將隨晶體取向變化，在 s=0處精確滿足布拉格衍射條件，兩側(cè)的偏離參量符號相反，并且數(shù)值增大，衍襯像中 s=0處為亮線（暗場）或暗線（明場），兩側(cè)有明暗相間的條紋出現(xiàn)（因強(qiáng)度迅速下降，條紋的數(shù)目有限），同一亮線或暗線對應(yīng)相同的偏離參量。 ? 傾動一下樣品，樣品上相應(yīng)于 s=0的位置發(fā)生變化，消光條紋的位置也跟著發(fā)生變化。 完整晶體的襯度 ? S恒定，厚度改變，產(chǎn)生等厚條紋； ? 厚度一定， S改變，產(chǎn)生等傾條紋； ? 樣品厚度均勻，亦無彎曲，則產(chǎn)生均勻的襯度； ? 衍射襯度與成像所用的衍射束有關(guān)，用不同的衍射束成像，則像的襯度包括消光條紋也會發(fā)生相應(yīng)的變化。近代材料科學(xué)是建立在電子理論、晶體缺陷理論和電子顯微分析技術(shù)這三大支柱上的。 位錯的描述 ? 位錯線和位錯 Burgers矢量 ? 位錯 Burgers矢量的性質(zhì)： 1. 一根位錯不論形狀如何， Burgers矢量是唯一的，即位錯線各處的 Burgers矢量均相同，無論位錯運動到任何地方，即使改變方向也不改變。 3. 所有指向或離開同一節(jié)點的各 Burgers矢量之和等于零。 ? 實際晶體中的位錯類型決定于晶體結(jié)構(gòu)和能量條件。 螺位錯：位錯 Burgers矢 量平行于位錯線 刃位錯：位錯 Burgers 矢量垂直于位錯線 混合位錯： 特點是位錯線既不與位錯 Burgers 矢量平行，也不與它垂直。 位錯的性質(zhì) ? 任何一種位錯都具有連續(xù)性，它的存在狀態(tài)，或形成閉合位錯環(huán)，或終止于晶界或其它界面，或在晶體表面露頭，卻不能中止于晶體內(nèi)部。 ? 仍可用柱體模型分析缺陷對衍射強(qiáng)度的影響，缺陷是柱體發(fā)生了某種畸變，引起柱體內(nèi) z處 dz厚度元位移 R，原來的位置矢量 r變?yōu)?r’=r+R。 R (x,y,z)的具體形式?jīng)Q定于缺陷的類型。 不完整晶體的襯度 ? 不同晶體缺陷有不同的畸變位移場 R(x,y,z)，缺陷的襯度不僅與畸變位移場有關(guān)，而且與成像所用的衍射束也有關(guān)。 ? g?R=0時， g垂直于 R， 畸變引起的原子位移發(fā)生在衍射平面內(nèi)， exp(2πig?R)=1，畸變不導(dǎo)致附加襯度，衍襯像中看不到缺陷導(dǎo)致的襯度。 位錯和層錯的電子衍射襯度分析 ? 由運動學(xué)理論位錯對象襯度有貢獻(xiàn)的衍射振幅項為 exp(2πig?R)，在雙束條件下 g?R不為零時，位錯產(chǎn)生襯度， g?R=0時位錯不產(chǎn)生額外的襯度。 R與任意位錯的b有如下關(guān)系 )])1(4 2c o sln)1(2 21()1(4 2s i n[2 1 0 ???????? ???????? rubbbR e x? 其中 be是 b的刃型分量， u是位錯在晶體中的方向， ro是位錯核心附近嚴(yán)重畸變區(qū)的半徑，一般取 ro≈108cm， β是晶體中畸變區(qū)內(nèi)某點的極坐標(biāo)系的角度值， ν是材料的泊松比。純螺型位錯g?be=g?Rxu=0，所以 g?b=0就作為位錯像襯度消失的判據(jù)。而螺位錯在形成位錯時，原子只在衍射晶面內(nèi)沿 u方向發(fā)生位移，不造成衍射平面的彎曲，同樣是 g?b=0條件成像刃位錯因芯部有輕微彎曲而留下殘余襯度，純螺位錯則不會留下殘余襯度。 ? 在合適的衍射矢量下（ g?b≠0） ，但位錯芯區(qū)附近的晶面較好地滿足衍射條件。附近區(qū)域有時因晶體彎曲，在一個帶狀區(qū)內(nèi)取向均勻漸變，也會顯示類是位錯線的暗帶，但這是消光輪廓，應(yīng)當(dāng)加以區(qū)別，方法是微調(diào)樣品取向，消光輪廓將緩慢移動，位錯線則因 g改變，在原處時隱時現(xiàn)，卻無明顯移動。 ? 選擇適當(dāng)偏離矢量， s不為零，位錯襯度獲得改善。 位移矢量的測定 ? 明場下觀測到位錯，拍下相應(yīng)區(qū)域的像和衍射。 對于衍射襯度成像，運動學(xué)理論成功地 預(yù)測了一些襯度特征，如：位錯像的線 狀特征、等厚條紋和等傾消光輪廓等。如果樣品 非常薄，即使用很小尺寸的物鏡光闌也得 不到足夠高的振幅襯度，也就是說由樣品 相鄰晶柱出射的透射振幅的差異不足以區(qū) 分開相鄰的兩個像點，獲得的電子顯微像 上振幅襯度幾乎為零。 實驗中使用的樣品厚度通常大于 ξg/π， 因此，許多實驗觀察到的衍射襯度效 應(yīng)必須用動力學(xué)理論才能給出合理的 解釋。 運動學(xué)近似的缺點 衍射成像的動力學(xué)理論 ? 保留了運動學(xué)理論中的雙束近似和柱體近似假設(shè)； ? 考慮了樣品對電子的吸收，并認(rèn)為存在一個極限； ? 更重要的是考慮了各級衍射束之間的交互作用，透射束振幅和衍射束振幅都隨晶柱的深度而變化，是 z的函數(shù)； ? 在雙束近似下，動力學(xué)認(rèn)為樣品晶柱內(nèi)傳播的是一個波函數(shù)。如果電子束沿 z方向傳播， Φo和 Φg在 z處通過 dz薄層發(fā)生的變化為 dΦo和 dΦg。 Φg的增量為 dz]}r)ki ( k2[ex p)z(iz)(i{d 00g