透射電子顯微學課件

透射電子顯微學課程主要內(nèi)容緒論倒易點陣及電子衍射基礎(chǔ)單晶電子衍射圖的分析及標定孿晶電子衍射圖的分析菊池衍射圖的分析及應用兩相取向關(guān)系的測定高階勞厄電子衍射圖的分析及應用晶體的其它衍射效應及復雜衍射花樣特征晶體薄膜的衍射襯度原理概述晶體缺陷和第二相的衍襯分析弱束暗場技術(shù)及透射電鏡相關(guān)技術(shù)第四章菊池衍射圖的分析及應用基本概念菊池線的產(chǎn)生及衍射幾何菊池線的幾何特征菊池線的標定菊池線衍射圖的應用引言

透射電鏡中的電子衍射方法及衍射花樣特征

選區(qū)電子衍射

-衍射單晶體準晶體非晶體

常見的選區(qū)電子衍射花樣多晶體單菊池極多菊池極引言

菊池衍射花樣晶體比較完整

菊池衍射花樣及其出現(xiàn)的條件樣品厚度比較合適引言明銳的衍射斑點衍射斑點和菊池線共存完全吸收單晶厚度對衍射圖的影響試樣厚度相鑒定

菊池衍射花樣在晶體材料中的應用襯度分析引言精確測定晶體取向測定電子束波長跡線分析第一節(jié)基本概念

基本概念菊池線彈性散射和非彈性散射菊池帶菊池極菊池圖第二節(jié)菊池線的產(chǎn)生及衍射幾何非彈性散射電子強度分布O入射束OPQP′Q′入射束(hkl)OP方向的背底強度凈減IP′

–IQ′OQ方向的背底強度凈增IP′

–IQ′熒光屏中心樣品θθ由于IP′

>IQ′，

菊池線的產(chǎn)生NhklN-h-k-l(hkl)hklhkl000-h-k-l-h-k-l90-θ因θ很小且反射球很大，菊池線近似為平行線對

菊池衍射幾何

菊池衍射幾何第三節(jié)菊池線的幾何特征

hkl菊池線對間距R和晶面間距d仍然滿足Rd=Lλ

hkl菊池線對垂直于hkl斑點到中心斑點的連線

hkl菊池線對中線可視為(hkl)晶面與熒光屏的交線

兩菊池線對中線間夾角與兩晶面間夾角相等

菊池衍射圖中可能同時存在幾個晶帶的菊池線，能提供晶體結(jié)構(gòu)的三維信息，不存在180

不唯一性

菊池線在衍射圖中的位置相對于晶體取向非常敏感，隨著樣品傾轉(zhuǎn)菊池線將發(fā)生位移，移動的方向和大小能精確地反映晶體取向變化菊池線位置隨晶體取向的變化(hkl)(hkl)θθθθhklhklhkl-h-k-l-h-k-l-h-k-l000hkl-h-k-l000hkl-h-k-lO*hkl-h-k-lO*OOs+g<0，s+g=s-gs+g=0菊池線位置隨晶體取向的變化s+g<0s+g>0OOθθO*hkl-h-k-lO*hkl-h-k-lhkl-h-k-lhkl-h-k-lhkl-h-k-l000θhkl-h-k-l000(hkl)(hkl)第四節(jié)菊池線的標定

單菊池極衍射圖

多菊池極衍射圖衍射圖中只有一個對稱中心，菊池線由一個晶帶內(nèi)的晶面衍射產(chǎn)生衍射圖中有多個對稱中心，菊池線由多個晶帶的晶面衍射產(chǎn)生。最常用的是三菊池極衍射圖多菊池極衍射圖不存在180

，菊池極的指數(shù)可以唯一確定，三菊池極衍射圖常用于精確測定晶體取向h1k1l1h3k3l3h2k2l2ABC[323][635][212]20-2-202-1-3313-3-2402-40

12

13

23γ-Fe(fcc，a=0.357nm)，Lλ=2.57mm·nm1.測量菊池線對間距及線對中線間夾角R1=20.4mm，R2=31.4mm，R3=32.2mm，

12=49.5，

13=71.5，

23=59.02.計算晶面間距d1=0.126nm，d2=0.082nm，d3=0.080nm3.確定菊池線所屬晶面族指數(shù){h1k1l1}={220}，{h2k2l2}={331}{h3k3l3}={420}

三菊池極衍射圖的標定4.標定菊池線對指數(shù)選定(h1k1l1)外側(cè)菊池線為(20-2)

為滿足

12

，(h2k2l2)內(nèi)側(cè)菊池線指數(shù)可以是

(13-3)、(1-3-3)、(33-1)或(3-1-1)

為滿足

13，(h3k3l3)內(nèi)側(cè)菊池線指數(shù)可以是(240)、(2-40)、(04-2)或(0-4-2)

不妨選定(h2k2l2)內(nèi)側(cè)菊池線為(13-3)

為滿足

23

，(h3k3l3)內(nèi)側(cè)菊池線指數(shù)只能是(2-40)

標定其余菊池線指數(shù)5.計算菊池線的晶帶軸指數(shù)[uvw]A=[323][uvw]B=[212][uvw]C=[635]5.校核標定結(jié)果

要滿足hu+kv+lw

>0

(hkl)是不屬于[uvw]晶帶內(nèi)晶面的外側(cè)菊池線指數(shù)第五節(jié)菊池衍射圖的應用

精確測定晶體取向（三菊池極衍射圖法）h1k1l1h2k2l2h3k3l3ABCO′R1R2R3三菊池極分別為：Z1=

[u1v1w1]，Z2=[u2v2w2]，

Z3=[u3v3w3]測量三菊池極到熒光屏中心距離：R1，R2，R3Φ2Z1Z2Z3OABCO′OO′是入射束方向，其反方向就是晶體相對于入射束的取向B，簡稱晶體取向AO，BO和CO是兩兩晶面的交線；Z1，Z2和Z3則是三個菊池極的晶帶軸方向，與O′O之間的夾角為Φ1

，Φ2和Φ3?AOB，?AOC和?BOC是(h1k1l1)，(h2k2l2)和(h3k3l3)晶面的空間方位Φ1Φ3(i=1,2,3)

精確測定晶體取向（傾轉(zhuǎn)樣品法）[001][101][112]樣品由零傾位置(α0=0，β0=0)，傾轉(zhuǎn)到某一取向[uvw]時，樣品臺的傾角為α和β，則該晶帶軸和膜面法線見夾角余弦fcc樣品分別傾轉(zhuǎn)到[101]，[112]和[001]取向傾角分別為，(18.5,-20)，(-3.0,18.6)和(-25.0,-10.5)將有關(guān)數(shù)據(jù)帶入公式[uvw]=1/a[0.44920.08690.8911][uvw]≈[5110]0200202-202-20-1-11-1-11

測定偏離參量sOθθO*hkl000(hkl)sg?θ?θGXR設(hkl)晶面偏離布拉格位置?θ，引起菊池線位移為X，L是相機長度，則有再利用電子衍射基本公式R=Lλg，得

菊池圖的應用把晶體