第十章 电子衍射VIP免费

2010-3-9第十章电子衍射�概述�电子衍射原理�电子显微镜中的电子衍射�多晶体电子衍射花样�单晶电子衍射花样标定�复杂电子衍射花样制作：艾云龙2010-3-91.概述电镜中的电子衍射，其衍射几何与X射线完全相同，都遵循布拉格方程所规定的衍射条件和几何关系。衍射方向可以由厄瓦尔德球(反射球)作图求出。因此，许多问题可用与X射线衍射相类似的方法处理。�电子衍射与X射线衍射相比的优点•电子衍射能在同一试样上将形貌观察与结构分析结合起来。•电子波长短，单晶的电子衍射花样婉如晶体的倒易点阵的一个二维截面在底片上放大投影，从底片上的电子衍射花样可以直观地辨认出一些晶体的结构和有关取向关系，使晶体结构的研究比X射线简单。•物质对电子散射主要是核散射，因此散射强，约为X射线一万倍，曝光时间短。制作：艾云龙2010-3-9不足之处电子衍射强度有时几乎与透射束相当，以致两者产生交互作用，使电子衍射花样，特别是强度分析变得复杂，不能象X射线那样从测量衍射强度来广泛的测定结构。此外，散射强度高导致电子透射能力有限，要求试样薄，这就使试样制备工作较X射线复杂；在精度方面也远比X射线低。1.概述�电子衍射花样特征�电子束照射�单晶体：一般为斑点花样；�多晶体：同心圆环状花样；�织构样品：弧状花样；�无定形试样（准晶、非晶）：弥散环。制作：艾云龙2010-3-91.概述制作：艾云龙2010-3-9�衍射花样的分类1）斑点花样：平行入射束与单晶作用产生斑点状花样；主要用于确定第二象、孪晶、有序化、调幅结构、取向关系、成象衍射条件；2）菊池线花样：平行入射束经单晶非弹性散射失去很少能量，随之又遭到弹性散射而产生线状花样；主要用于衬度分析、结构分析、相变分析以及晶体的精确取向、布拉格位置偏移矢量、电子波长的测定等；3）会聚束花样：会聚束与单晶作用产生盘、线状花样；可以用来确定晶体试样的厚度、强度分布、取向、点群、空间群以及晶体缺陷等。1.概述制作：艾云龙2010-3-9�布拉格定律�一般形式：2dsinθ=λ�极限条件：λ≤2d，即对于给定的晶体，只有当入射波长足够短时，才能产生衍射。对于透射电镜，加速电压为100～200kV，则电子波波长λ≈10-2～10-3nm，而常见晶体的晶面间距为d≈10～10-1nm,因此，sinθ=λ／2d≈10-2，即θ≈10-2rad�电子衍射角非常小，是电子衍射与X射线衍射之间的主要区别。2.电子衍射原理制作：艾云龙2010-3-9�倒易点阵与衍射点阵2.电子衍射原理正空间倒空间[]uvwr)(111lkh)(222lkh)(333lkh)(111lkh)(222lkh)(333lkh*)(uvw图晶带正空间与倒空间对应关系图�(hkl)晶面可用一个矢量表示，一个晶带的所有面的矢量（点）位于同一平面，具有上述特性的点、矢量、面分别称为倒易点，倒易矢量、倒易面。�将所有{hkl}晶面相对应的倒易点都画出来,就构成了倒易点阵,过O*点的面称为0层倒易面,上、下和面依次称为±1，±2层倒易面。制作：艾云龙2010-3-9�晶带定律r·g=0，狭义晶带定律，倒易矢量与r垂直，它们构成过倒易点阵原点的倒易平面r·g＝N，广义晶带定律,倒易矢量与r不垂直。这时g的端点落在第非零层倒易结点平面。2.电子衍射原理[]uvwrNlwkvhu=++0=++lwkvhug⊥g//g0g图与的关系示意图r*)(Nuvw*0)(uvw制作：艾云龙2010-3-9�偏离矢量�理论上获得衍射花样的条件:2.电子衍射原理制作：艾云龙2010-3-9�由于倒易阵点具有一定形状，因此在偏离布拉格角范围±Δθmax内，倒易点也有可能与厄瓦尔德球面相接触而产生衍射。如图是倒易杆与厄瓦尔德球相交的情况，当2θ偏离Δθ时，倒易杆中心至与厄瓦尔德球面交截点的距离可用矢量s表示，s就是偏离矢量。�Δθ为正时，s矢量为正，反之为负；�精确符合布拉格条件时，Δθ＝0，s＝02.电子衍射原理制作：艾云龙2010-3-92.电子衍射原理制作：艾云龙2010-3-9当赋予倒易点以衍射属性时，倒易点的大小与形状与晶体的大小和形状有关，并且当倒易点偏离反射球为s时，仍会有衍射发生，只是比s=0时弱。2.电子衍射原理��晶体尺寸效应晶体尺寸效应�各种晶形相应的倒易点宽化的情况小立方体六角形星芒小球体大球加球壳，盘状体杆针状体盘（参见下图）�问题：为什么Ewald球...