第十章 电子衍射.pdf

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 2010-3-9 1.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 1.概述 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。 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 2010-3-9 1.概述 制作：艾云龙 2010-3-9 1.概述 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。 制作：艾云龙 2010-3-9 2. 电子衍射原理 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 -2 -3 压为100～200kV，则电子波波长λ≈10 ～10 nm，而 常见晶体的晶面间距为d ≈10～10-1 nm,因此， -2 -2 sinθ λ／2d ≈10 ，即θ ≈10 rad 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。 制作：艾云龙 2010-3-9 2. 电子衍射原理 r [uvw ] 倒易点阵与衍射点阵 ( h k)l