中南大學透射電鏡42

1、 前面的分析我們知道，衍襯像不是表面形貌前面的分析我們知道，衍襯像不是表面形貌的直觀反映，是入射電子束與晶體試樣之間相互的直觀反映，是入射電子束與晶體試樣之間相互作用后的反映。作用后的反映。 為了使衍襯像與晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)關系有機的聯(lián)為了使衍襯像與晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)關系有機的聯(lián)系起來，從而能夠根據(jù)衍襯像來分析晶體內(nèi)部的系起來，從而能夠根據(jù)衍襯像來分析晶體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，探測晶體內(nèi)部的缺陷，必須建立一套理論，結(jié)構(gòu)，探測晶體內(nèi)部的缺陷，必須建立一套理論，這就是衍襯運動學理論和動力學理論。這就是衍襯運動學理論和動力學理論。第三節(jié)第三節(jié) 衍襯象運動理論的基本假設衍襯象運動理論的基本假設 衍襯象運動理論的基本假設衍襯

2、象運動理論的基本假設 從上節(jié)已知，衍襯襯度與布拉格衍射有關，衍射襯度的反差，實際上就是衍射強度的反映。因此，計算襯度實質(zhì)就是計算衍射強度。它是非常復雜的。為了簡化，需做必要的假定。由于這些假設，運動學所得的結(jié)果在應用上受到一定的限制。但由于假設比較接近于實際，所建立的運動學理論基本上能夠說明衍襯像所反映的晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)實質(zhì)，有很大的實用價值。 基本假設包括下列幾點： 1. 采用雙束近似處理方法，即所謂的采用雙束近似處理方法，即所謂的“雙光束條件雙光束條件” 除透射束外，只有一束較強的衍射束參與成象，忽略其它衍射束，故除透射束外，只有一束較強的衍射束參與成象，忽略其它衍射束，故稱雙光成象。衍射束的

3、強度與透射束強度有互補的關系。透射束的強度稱雙光成象。衍射束的強度與透射束強度有互補的關系。透射束的強度遠大于衍射束，遠大于衍射束，這一強衍射束相對于入射束而言仍然是很弱的。這在入射電子束波長較短以及晶體試樣較薄的情況下是合適的。因為波長短，球面半徑1/大，垂直于入射束方向的反射球面可看作平面。加上薄晶的“倒易桿”效應，因此，試樣雖然處于任意方位，仍然可以在不嚴格滿足布拉格反射條件下與反射球相交而形成衍射斑點。 s0. 2. 運動學近似運動學近似 又稱為一級又稱為一級Born近似或單散射近似，認為衍射波的振幅遠小于入射波的近似或單散射近似，認為衍射波的振幅遠小于入射波的振幅，因而在試樣內(nèi)各處入

4、射電子波振幅和強度都保持不變（常設為單振幅，因而在試樣內(nèi)各處入射電子波振幅和強度都保持不變（常設為單位），只需計算衍射波的振幅和強度變化；位），只需計算衍射波的振幅和強度變化； 3. 假定電子束在晶體內(nèi)部多次反射及吸收可忽略不計（當試樣很薄，電假定電子束在晶體內(nèi)部多次反射及吸收可忽略不計（當試樣很薄，電子速度很快時，該假定成立）。子速度很快時，該假定成立）。 4. 假設相鄰兩入射束之間沒有相互作用，每一入射束范圍假設相鄰兩入射束之間沒有相互作用，每一入射束范圍可以看作在一個圓柱體內(nèi)，只考慮沿柱體軸向上的衍射可以看作在一個圓柱體內(nèi)，只考慮沿柱體軸向上的衍射強度的變化，認為強度的變化，認為dx、d

5、y方向的位移對布拉格反射不起方向的位移對布拉格反射不起作用，即對衍射無貢獻，柱體出射面處衍射強度只與所作用，即對衍射無貢獻，柱體出射面處衍射強度只與所考慮的柱體內(nèi)的結(jié)構(gòu)內(nèi)容和衍射強度有關。這樣變?nèi)S考慮的柱體內(nèi)的結(jié)構(gòu)內(nèi)容和衍射強度有關。這樣變?nèi)S情況為一維情況，這在晶體很薄，且布拉格反射角情況為一維情況，這在晶體很薄，且布拉格反射角2很很小的情況下也是符合實際的。根據(jù)布拉格反射定律，這小的情況下也是符合實際的。根據(jù)布拉格反射定律，這個柱體截向直徑近似為：個柱體截向直徑近似為：Dt 2，t為試樣厚度。為試樣厚度。 設設t=1000，10-2弧度，則弧度，則D=20 ，也就是說，柱體內(nèi)的，也就是說

6、，柱體內(nèi)的電子束對范圍超過電子束對范圍超過20 以外的電子不產(chǎn)生影響?？砂颜酝獾碾娮硬划a(chǎn)生影響?？砂颜麄€晶體表面分成很多直徑為個晶體表面分成很多直徑為Dt 2的柱體。的柱體。第四節(jié)完整晶體衍射運動學解釋 根據(jù)上述假設,將晶體分成許多晶粒,晶粒平行于Z方向,每個晶粒內(nèi)部含有一列單胞,每個單胞的結(jié)構(gòu)振幅為F,相當于一個散射波源,各散射波源相對原點的位置矢量為： R n = x n a+ y n b+ z n c a, b, c 單胞基矢,分別平行于x,y,z軸; x n ,y n ,z n為各散射波源坐標. 對所考慮的晶格來說 x n = y n=0(柱體中心過坐標原點). 各散射波的位相差 =

7、kR n =gR n= g. ZnC 因此,試樣下表面處的合成振幅為（一系列單胞散射振幅之和） g=F n e-2i kR n = F n e-2i k(ZnC)= F n e-2i gR n 運動學條件s0, 所以 k = k-k=g + s, s = s x a +s y b +s z c因為薄品試樣只有Z分量,所以 s = sz c g=ha*+kb*+lc*, R n為正空間矢量，為正空間矢量， gR n=整數(shù) e 2i gR n = 1 所以 g=F n e-2i kR n = F n e-2i S z Zn Ig = g g* Ig= F2 sin2(s zt)/ sin2(s z

8、 ) 將I g 隨晶體厚度t的變化畫成如下圖所示。 顯然，當S =常數(shù)時，隨著樣品厚度t的變化衍射強度將發(fā)生周期性的振蕩。I g = sin2(s t)/(s g )2 振蕩的深度周期：t g = 1/s 這就是說，當t=n/s (n為整數(shù)）時， I g =0。 當t=(n+1/2)/s時， I g = I g max=1/(s g )2 I g 隨t的周期性振蕩這一運動學結(jié)果。定性地解釋了晶體樣品的鍥形邊緣處出現(xiàn)的厚度消光條紋。完整晶體衍射運動學解釋(另一種數(shù)學表達) 根據(jù)上述假設,將晶體分成若干小晶柱，每個小晶柱分成無數(shù)個小的薄層，完整晶體而言，每個薄層的厚度可以取成一個單胞的厚度，每個單

9、胞相當于一個散射波源,每個單胞各散射波源相對原點的位置矢量為： R n （r）= x n a+ y n b+ z n c a, b, c 單胞基矢,分別平行于x,y,z軸; x n ,y n ,z n為各散射波源坐標. 對所考慮的晶格來說 x n = y n=0(柱體中心過坐標原點). 則每一個單胞對下表面衍射波函數(shù)總的貢獻可表示： 設：V c單胞體積, : 半衍射角, F g 結(jié)構(gòu)振幅, 電子波長, sin2(s t)/(s)2 稱為干涉函數(shù).運動學條件s0, 所以 k = kg-k0=g + s,對于完整晶體而言，每個薄層的厚度可以取成一個單胞的厚度，而位置矢Rn(r)的位置可以取在單胞的

10、平移矢處，這時有g.r=整數(shù)，這時上式等于： 0是入射束的是入射束的振幅，取單位振幅，取單位1 為了積分出整個晶柱對下表面的散射貢獻，先將s和r寫成標量的形式，s = s x a +s y b +s z c 因為薄晶試樣只有Z分量,所以 s = sz c 。由圖可知，s總是平行小晶柱，指向下，取正值（為了積分方便，一般取向下為正）；對于r來講，由于它是由P點指向小薄層的位矢，方向向上，所以一般取負值，又因為r與厚度方向基本平行，可以將其寫成-z；這時的散射波函數(shù)公式可寫為：對整個小晶柱積分，最柱體下表面處總的散射波函數(shù)為：積分后得到： 該微分式積分并乘以共軛復數(shù),得到衍射波強度公式為: 將I

11、g 隨晶體厚度t的變化畫成如下圖所示。 顯然，當S =常數(shù)，隨著樣品厚度t的變化衍射強度將發(fā)生周期性的振蕩。I g = sin2(s t)/(s g ) 2 振蕩的深度周期：t g = 1/s 這就是說，當t=n/s (n為整數(shù)）時， I g =0。 當t=(n+1/2)/s時， I g = I g max=1/(s g ) 2 消光距離消光距離 消光距離這一物理參量實際上已經(jīng)屬于動力學衍射理論范疇了。它是指由于透射束與衍射束之間不可避免地存在動力學交互作用，透射振幅及透射束強度并不是不變的。衍射束和透射束的強度是互相影響的，當衍射束的強度達到最大時，透射束的強度最小。而且動力學理論認為，當電

12、子束達到晶體的某個深度位置時，衍射束的強度會達到最大，此時它透射束的強度為0，衍射束的強度為1. 所謂消光距離，是指衍射束的強度從0逐漸增加到最大，接著又變?yōu)?時在晶體中經(jīng)過的距離。這個距離可以從理論上推導出來。 上式中，0是入射束的振幅，取單位1，所以衍射束每穿過一個晶柱的小薄層dz，對P點衍射貢獻的振幅就可以寫為： 那么每穿過一個單胞的厚度振幅可以寫成： =q 衍射波函數(shù)對小晶柱下表面的貢獻，每穿過一個單胞的厚度，都可以用dg表達出來，每兩個單胞厚度之間，振幅是相同的，但相位存在一個很小的差別，那個經(jīng)過n個單胞厚度以后，電子波函數(shù)對下表面總的衍射波振幅的貢獻我們可以用振幅相位圖表示出來，如

13、下圖所示。 圖中，L是經(jīng)過n個單胞后總的振幅，由前面的動力學討論，衍射束的強度最大只能等于入射束的強度（1），圖中衍射束的總的結(jié)構(gòu)振幅最大時是圓的直徑，假設衍射波函數(shù)經(jīng)過m個單胞厚度后它對晶柱下表面的貢獻值達到最大，也就是說它的總的振幅達到最大，那么此時它應該等于上面圓的直徑，由前面的討論可知，直徑的大小應該等于1.由于q的值非常小，每個q值接近等于圖中對應的圓弧，因此有：mq=*1/2（半徑）。代入q的值馬上可以得到m的值，所以消光距離就等于2m個單胞的長度 ：消光距離消光距離衍射襯度運動學理論推導過程中存在的問題衍射襯度運動學理論推導過程中存在的問題 上式中，相位因子上式中，相位因子(Kg

14、-K0).r表示兩束波的程差，讓人誤以為表示兩束波的程差，讓人誤以為衍襯成像是一個干涉成像過程。但衍襯成像是一個非相干的單衍襯成像是一個干涉成像過程。但衍襯成像是一個非相干的單束成像過程；在衍襯運動學的推導過程中，束成像過程；在衍襯運動學的推導過程中，f和和Fg都是表示單都是表示單位體積的散射因子（結(jié)構(gòu)因子），暗示著薄層中每一處的散射位體積的散射因子（結(jié)構(gòu)因子），暗示著薄層中每一處的散射因子都是相同的，這與事實是不相符的，實際上晶體中只有有因子都是相同的，這與事實是不相符的，實際上晶體中只有有原子的地方才有散射；原子的地方才有散射； 在衍襯運動學的推導過程當中，實際上在衍襯運動學的推導過程當中

15、，實際上是假設小晶柱中的小薄層的面積是無窮大的，因為只有這樣，是假設小晶柱中的小薄層的面積是無窮大的，因為只有這樣，這一薄層對這一薄層對P點總的散射振幅貢獻才能等于第一半波帶的一半，點總的散射振幅貢獻才能等于第一半波帶的一半，這一假設顯然是不合理的；這一假設顯然是不合理的； 在衍襯運動學理論的推導過程中，在衍襯運動學理論的推導過程中，實際上是把小晶柱的下表面當成一個點實際上是把小晶柱的下表面當成一個點P來處理的，不合理，來處理的，不合理，但考慮到衍襯成像的分辨率極限是但考慮到衍襯成像的分辨率極限是1.5nm，而小晶柱的尺度在，而小晶柱的尺度在1nm以內(nèi)，因而這樣處理還是可以的以內(nèi)，因而這樣處理

16、還是可以的.等厚條紋產(chǎn)生的原理等厚條紋產(chǎn)生的原理 由上式可知，在理想晶體中，當偏離矢量為常數(shù)時，電子衍射襯度的強度隨厚度t而變化，這就是等厚條件產(chǎn)生的理論依據(jù)。由上式我們可以得到等厚條紋應該具有如下特點： 等厚條紋是當偏離矢量為恒定值時，衍射強度隨傳播深度的變化而按余弦函數(shù)周期的變化，在襯度像上觀察到的明暗相間的條紋，同一條紋對應的厚度是相同的，條紋的深度周期為1/s ；衍襯像中的等厚條紋與可見光中的等厚干涉條紋的形成原理是完全不同的；可見光中的等厚干涉條紋是由楔形樣品的上下表面的反射波互相干涉而形成的，其襯度來自于兩束波的相位差角，而電子衍襯像中的等厚條紋則是單束、無干涉成像，其襯度來自于衍

17、射波的振幅； 現(xiàn)在我們討論衍射強度I g 隨晶體位向的變化，公式可改寫成為： 當t=常數(shù)時，衍射強度I g 隨衍射晶面的偏離參量s的變化如左圖所示。 由此可見，隨著s絕對值的增大， I g 也發(fā)生周期性的強度振蕩，振蕩周期為： s g =1/t, 如果s=1/t、 2/t , I g=0,發(fā)生消光.而s=0、 3/2t、 5/2t, I g有極大值,但隨著s的絕對值的增大,極大值峰值強度迅速減小.2. 等傾消光條紋s=0, I g max= 2 t2/ g 如果o處= B, s=0在其兩側(cè)晶面向相反方向發(fā)生轉(zhuǎn)動,s的符號相反,且離開o點的距離愈大,則s愈大,所以在衍襯圖象中對應于s=0的I g

18、 max亮線(暗場)或暗線(明場)兩側(cè),還有亮,暗相間的條紋出現(xiàn),(因為峰值強度迅速減弱,條紋數(shù)目不會很多),同一亮線或暗線所對應的樣品位置、晶面具有相同的位向(s相同),所以這種襯度特征也叫做等傾條紋.如果傾動樣品面,樣品上相應于s=0的位置將發(fā)生變化,消光條紋的位置將跟著改變,在熒光屏上大幅度掃動.等厚消光條紋則不隨晶體樣品傾轉(zhuǎn)面掃動,這是區(qū)分等厚條紋與等傾條紋的簡單方法。第五節(jié)第五節(jié) 不完整晶體衍襯象運動學解釋不完整晶體衍襯象運動學解釋 一一.不完整晶體及其對衍射強度的影響不完整晶體及其對衍射強度的影響 上一節(jié)討論了完整晶體的衍襯象，認為晶體是理想的，無缺陷的。但在實際中，由于熔煉，加工

19、和熱處理等原因，晶體或多或少存在著不完整性，并且較復雜，這種不完整性包括三個方向： 1.由于晶體取向關系的改變而引起的不完整性，例如晶界、孿晶界、沉淀物與基體界向等等。 2.晶體缺陷引起，主要有關缺陷（空穴與間隙原子），線缺陷（位錯）、面缺陷（層錯）及體缺陷（偏析，二相粒子，空洞等）。3. 相轉(zhuǎn)變引起的晶體不完整性：成分不變組織不變（spinodals）；組織改變成分不變（馬氏體相變）；相界面（共格、半共格、非共格），具有以上不完整性的晶體，稱為不完整晶體。 由于各種缺陷的存在，改變了完整晶體中原子的正常排由于各種缺陷的存在，改變了完整晶體中原子的正常排列情況，使的晶體中某一區(qū)域的原子偏離了原

20、來正常位置列情況，使的晶體中某一區(qū)域的原子偏離了原來正常位置而產(chǎn)生了畸變，這種畸變使缺陷處晶面與電子束的相對位而產(chǎn)生了畸變，這種畸變使缺陷處晶面與電子束的相對位相發(fā)生了改變，它與完整晶體比較，其滿足布拉格條件就相發(fā)生了改變，它與完整晶體比較，其滿足布拉格條件就不一樣，因而造成了有缺陷區(qū)域與無缺陷的完整區(qū)域的衍不一樣，因而造成了有缺陷區(qū)域與無缺陷的完整區(qū)域的衍射強度的差異，從而產(chǎn)生了襯度。根據(jù)這種襯度效應，人射強度的差異，從而產(chǎn)生了襯度。根據(jù)這種襯度效應，人們可以判斷晶體內(nèi)存在什么缺陷和相變。們可以判斷晶體內(nèi)存在什么缺陷和相變。 我們首先一般性的討論當晶體存在缺陷時衍射強度的影我們首先一般性的討

21、論當晶體存在缺陷時衍射強度的影響，然后再對不同缺陷的具體影響進行分析。響，然后再對不同缺陷的具體影響進行分析。 與理想晶體比較，不論是何種晶體缺陷的存在，都會引與理想晶體比較，不論是何種晶體缺陷的存在，都會引起缺陷附近某個區(qū)域內(nèi)點陣發(fā)生畸變。起缺陷附近某個區(qū)域內(nèi)點陣發(fā)生畸變。R n= R n+ R所以，非完整晶體的衍射波合波的振幅為： e-2i kR n=e-2i (g+s) (R n+ R) = e-2i (g R n+ s R n+ g R+ s R ) g R n=整數(shù)， s R 很小，忽略， s R n=sz 如果我們?nèi)匀徊捎弥w近似的方法，則相應的晶體柱也將發(fā)生某種畸變，如圖所示。

22、此時，柱體內(nèi)深度Z處的厚度元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 n變?yōu)镽 n： 與理想晶體的振幅相比較，我們發(fā)現(xiàn)由于晶體的不完整與理想晶體的振幅相比較，我們發(fā)現(xiàn)由于晶體的不完整性，衍射振幅的表達式內(nèi)出現(xiàn)了一個附加因子性，衍射振幅的表達式內(nèi)出現(xiàn)了一個附加因子e-2i g R ，如，如令令=2 g R ，即有一個附加因子，即有一個附加因子 e-i ，亦即附加位相角，亦即附加位相角=2 g R 。所以一般的說，附加位相因子。所以一般的說，附加位相因子e-i 的引入將使的引入將使缺陷附近點陣發(fā)生畸變的區(qū)域（應變場）內(nèi)的衍射強度有缺陷附近點陣發(fā)生畸變的區(qū)域（應變場）內(nèi)的衍射強度有別

23、于無缺陷的區(qū)域（相當與理想晶體）從而在衍射圖象中別于無缺陷的區(qū)域（相當與理想晶體）從而在衍射圖象中獲得相應的襯度。獲得相應的襯度。 它是研究缺陷襯度的一個非常重要參數(shù)，它的數(shù)值和符號取決于缺陷的種類和性質(zhì)，取決于反射面倒易矢量g和和R的相對取向，對于給定缺陷，R是確定的，選用不同的g成象,同一缺陷將出現(xiàn)不同的襯度特征。如果g R=n，n=0,1,2,3, 則e-i=1，此時缺陷襯度將消失，即在圖象中缺陷不可見。 如果g R =1/n,則e-i 1，此時缺陷將顯示襯度。 不同的晶體缺陷引起完整晶體畸變不同，即R存在差異，相位差又不同，產(chǎn)生的衍襯象也不同。 g R=0在衍襯分析中具有重要意義，它表

24、明缺陷雖然存在，但由于操作反射矢量g與點陣位移矢量R垂直，缺陷不能成象，常稱g R=0為缺陷的“不可見性判據(jù)”，它是缺陷晶體學定量分析的重要依據(jù)和出發(fā)點，有很大用途，例如，可以利用它來確定位錯的柏氏矢量b。位錯線、位錯環(huán)、位錯釘扎、位錯纏結(jié)、胞狀結(jié)構(gòu)。l刃位錯 多余半原子面 柏格矢， 位錯線方向 l螺位錯 ，無多余原子面l混合位錯 l 永遠代表滑移方向， 永遠沿著密排面的密排方向l位錯能量b2bub |bububb 螺b 刃bbbu指向多余半原子面滑移面的法向位錯與位錯反應位錯與位錯反應1.1位錯最基本性質(zhì)位錯最基本性質(zhì)bu，利用gb=0判據(jù)測定b的實驗程序: 一般最少需要拍攝三張衍襯照片以及

25、相應的衍射照片。三張照片對應三個不同的操作反射g1,g2,g3。g1對應于某位錯存在，g2,g3則對應于該位錯消失。顯然，此位錯的柏氏矢量b既在(g2)反射面上，也在（g3）反射面面上，故b一定是 (g2) ，（g3）反射面的晶帶軸方向，即： 拍照時，注意滿足拍照時，注意滿足=gs1.0的雙束條件，即在選區(qū)域的雙束條件，即在選區(qū)域電子衍射花樣上，亮菊池線應緊靠近相應的強衍射斑點電子衍射花樣上，亮菊池線應緊靠近相應的強衍射斑點外側(cè)。外側(cè)。對任意位錯，所引起的位移矢量與柏氏矢量的關系是：對任意位錯，所引起的位移矢量與柏氏矢量的關系是： r0是位錯核心嚴重疇變區(qū)的半徑，一般 約為10-8cm;是坐標

26、角;是泊松比?？梢娙我饣旌衔诲e的襯度，取決于gb,gbe和gbu。只有當這三個標量積同時等于零時，混只有當這三個標量積同時等于零時，混合位錯才不可見。合位錯才不可見。對于純?nèi)行臀诲e，b/be 這里，我們指出對于混合位錯和刃型位錯，g.b=0不是判定襯度消失的唯一判據(jù)，這當然是在比較嚴格意義上的結(jié)論。事實上，當g.be和和g.bu不等于零時只存在一個殘余襯度;由于襯度很弱，我們?nèi)园阉醋魇遣豢梢姷模蚨裧.b=0仍然示為襯度消失的一個實際可行的有效判據(jù)。它在具體應用時也比較簡便，可用來測定近似各向同性材料的b方向。 不過上述方法只是確定了b的方向，至于它的大小和符號尚需用下述方法決定: 利用位

27、錯象通過彎曲消光輪廓時，有“反向特點(如圖所示)。即反向但位錯象連續(xù)時，n=1,反向但位錯象錯開時， n=2(gb=n) .位錯引起的襯度位錯引起的襯度 位錯時晶體中原子排列的一種特殊組態(tài),處于位錯附近的原子偏離正常位置而產(chǎn)生畸變.位錯周圍應變場的變化引入的附加相位角因子是位移偏量R的連續(xù)分布函數(shù). 刃位錯的柏氏矢量刃位錯的柏氏矢量b與位錯線垂直與位錯線垂直,螺旋位錯則相互平行螺旋位錯則相互平行.它們都是直線它們都是直線.但由于刃型位錯和螺旋位錯合成的混合位錯但由于刃型位錯和螺旋位錯合成的混合位錯,其柏氏矢量與位錯線成某以角度其柏氏矢量與位錯線成某以角度,形態(tài)為曲線形態(tài)為曲線.實際觀察到的實際

28、觀察到的多為曲線型混合位錯多為曲線型混合位錯.不管是何種類型的位錯不管是何種類型的位錯,都會引起在它都會引起在它附近的某些晶面的轉(zhuǎn)動方向相反附近的某些晶面的轉(zhuǎn)動方向相反,且離位錯線愈遠且離位錯線愈遠,轉(zhuǎn)動量愈轉(zhuǎn)動量愈小小.如果采用這些畸變的晶面作為操作反射如果采用這些畸變的晶面作為操作反射,則衍射強度將受則衍射強度將受到影響到影響,產(chǎn)生襯度產(chǎn)生襯度. 在這里在這里,我們只定性的討論位錯線襯度的產(chǎn)我們只定性的討論位錯線襯度的產(chǎn)生及其特征生及其特征.盡管嚴格來說盡管嚴格來說,位錯是一條幾何意義上的線位錯是一條幾何意義上的線,但用但用來觀察位錯的電子顯微鏡卻并不必須具有極高的分辨本領來觀察位錯的電子

29、顯微鏡卻并不必須具有極高的分辨本領.通通常常,位錯線像偏離實際位置的距離也與像的寬度在同一數(shù)量級位錯線像偏離實際位置的距離也與像的寬度在同一數(shù)量級范圍內(nèi)范圍內(nèi). 對于位錯襯度的上述特征對于位錯襯度的上述特征,運動學理論給出很好的定運動學理論給出很好的定性解釋性解釋. 如果(hkl)是由于位錯線D而引起局部畸變的一組晶面,并以它作為操作反射用于成象. 該晶面于布拉格條件的偏移參量為S0,并假定S00,則在遠離位錯線D的區(qū)域(如A和C位置,相當于理想晶體)衍射波強度為I(即暗場中的背景強度).位錯引起它附近晶面的局部轉(zhuǎn)動,意味著在此應變場范圍內(nèi),(hkl)晶面存在著額外的附加偏差S.離位錯線愈遠,

30、 S愈小,在位錯線右側(cè)S0,在其左側(cè)SS0,使衍襯強度IBI; 而在左側(cè),由于S0與S符號相反,總偏差S0+SS0,且在某個位置(例如D)恰巧使S0+S=0,衍射強度I D=Imax. 這樣,在偏離位錯線實際位置的左側(cè),將產(chǎn)生位錯線的象(暗場中為亮線,明場相反).不難理解,如果衍射晶面的原始偏離參量S0l的情況則是不常見的情況則是不常見,除非采用較高指數(shù)的反射。換句話說，面心和體心立方結(jié)除非采用較高指數(shù)的反射。換句話說，面心和體心立方結(jié)構(gòu)中的位惜雙象多半是由兩個操作反射造成的。構(gòu)中的位惜雙象多半是由兩個操作反射造成的。位錯偶2、位錯偶（dislocation dipoles） 它是指在相鄰且平

31、行的兩個滑移面上的兩個反號位錯，如圖所示。位錯偶的b符號相反。由于它們之間的彈性交互作用，彼此聯(lián)系在一起。它的特點是：1）象間距一般300nm，當g或s符號反轉(zhuǎn)時，其間距也發(fā)生變化。2）在試樣中成傾斜取向的位錯偶，不論位錯間距如何，位錯象總存在一個反演對稱中心。 位錯偶襯度消失與否，其判據(jù)與彈性各向異性材料中單個位錯消失判據(jù)相同。 3.超位錯(superdislocations)它是指在短程有序合金中存在的位錯對。與位錯偶不同之處是超位錯的兩根位錯在同一滑移面內(nèi)，且其布氏矢量符號相同，如下圖示。兩根位錯的間距根據(jù)材料不同，可以在20-1000埃之間變化。但當g或s符號反轉(zhuǎn)，間距并不發(fā)生變化。其布氏矢量的測定方法與一般單個位錯相