复杂花样超点阵斑点双衍射斑点高阶劳厄斑点孪晶电子衍射菊池.PPT

* 第 7 章 晶体的其它衍射效应及复杂衍射花样特征 7.1 概述 前面所讲单晶和多晶电子衍射花样属“简单”花样。 主要特点： 近似平行于入射电子束B方向为晶带轴的一个晶带内晶面的衍射所产生。——零层倒易截面的阵点排列的放大像。 产生衍射的晶体是单质或无序固溶体，——散射质点条件等同的。 一次衍射所产生，无多次衍射斑点。 实际遇到的单晶电子衍射花样并不都是如此“单纯”，除了简单花样的规则斑点外，常出现一些“额外斑点”构成“复杂花样”。 超点阵斑点 双衍射斑点 高阶劳厄斑点 孪晶电子衍射 菊池衍射花样 衍射条纹、卫星斑 “复杂花样”产生原因包括以下几方面： Ewald球半径有限，衍射时有多个晶带参与，在衍射花样中出现高阶劳厄带斑点、双晶带衍射等。 晶体结构有序化产生超点阵斑点。 入射电子多次散射，产生二次衍射和菊池线。 两个或两相晶体同时参与衍射，出现两套斑点，或产生二次衍射。 晶体形状、尺寸及晶体缺陷，导致衍射斑点变形或分裂，在花样中出现芒线、衍射条纹或卫星斑点。 形成的复杂花样主要有： 7.2 超点阵斑点 对单质或无序结构，当晶面满足消光条件时，其衍射斑点不存在（如f.c.c,消光条件为h.k.l奇偶混合，（F=0））。 但实际上遇到很多晶体为有序结构或产生有序化转变，构成所谓超点阵，主要形成于fcc、 bcc和hcp三类结构的固溶体中。此时，即使满足无序固溶体中的消光条件，但其F≠0，即可以使本来消光的斑点出现，于是在衍射花样中出现额外斑点，叫做超点阵斑点。 固溶体的有序化将产生两种效应： 出现超点阵斑点 引入新的缺陷，反相畴界（APB） 下面以Cu3Au为例，说明超点阵斑点的形成与特征 Cu3Au面心立方固溶体，在一定条件下会形成有序固溶体，其中Cu原子处于面心，Au原子位于顶点，如图所示。 f.c.c结构晶胞中有4个原子，坐标为: Cu3Au在无序的情况下，具有统计意义，含有0.75Cu、0.25Au 对H, k, l全奇全偶的晶面组，结构振幅 F = 4f平均 ； 当H, k, l有奇有偶时，F = 0，产生消光。 (0，0，0)， (0，1/2，1/2) (1/2，0，1/2) (1/2，1/2，0) 在Cu3Au有序相中，晶胞中的四个原子的位置分别确定地由1个Au原子和3个Cu原子占据，坐标分别为: 当H, k, l全奇全偶时，结构振幅 当H, k, l有奇有偶时， 不产生消光。 以上分析表明，在无序固溶体态时，由于结构因子为0应当抹去的一些阵点（结构消光），在有序化后其F不为0，衍射花样中出现相应的额外斑点，即超点阵斑点。 Au: (0,0,0); Cu: (0, ?, ?)，(1/2,0,1/2)，(1/2,1/2,0) Cu3Au有序合金的超点阵斑点及指数化结果。 超点阵斑点的特征 超点阵斑点的出现，使衍射花样具有简单点阵的衍射花样特征； 超点阵斑点出现的位置是相应的无序固溶体禁止反射的位置； 超点阵斑点的强度较低，是由结构因子所决定的 衍射束强度往往与透射束相当。当电子束在晶体中传播时，在晶面组（h1k1l1）的衍射束D1作为晶面（h2k2l2）的入射束发生衍射，称为二次衍射。或者定义为一次衍射束的再次相干散射。 1. 二次衍射的概念 7.3 二次衍射斑点 h2k2l2 D1 D/ D0 二次衍射的反射球构图。衍射的几何条件要求(h1k1l1)产生的一次和(h2k2l2)产生的二次衍射时其相应的倒易点分别位于以O1和O2为中心的反射球上。其中，二次衍射束应合成到O1球面上，相当于G3。 2. 产生二次衍射的几何关系 由图7-3(b)有 在衍射花样中出现额外的衍射斑点，使有些Fhkl=0的禁止反射出现衍射斑点； 导致衍射斑点强度的变化 3. 产生二次衍射的结果 如果衍射图中同时存在（h1k1l1）和（h2k2l2）斑点，利用上述关系很容易确定这两个晶面之间产生的二次衍射斑点的位置； 如果（h3k3l3）的结构因子为0，则通过（h1k1l1）和（h2k2l2）晶面的二次衍射，在禁止反射的（h3k3l3）的位置出现二次衍射斑点。 4. 几个常见结构产生二次衍射的例子 （1） h.c.p 结构 已知hcp结构的消光规律为 h + 2k = 3n， 同时， l为奇数 即在正常情况下，不可能出现（0001），（0003）等斑点 即在（1011）产生的一次衍射束在（1010）晶面发生二次衍射后，将在（0001）位置出现斑点。 （2） bcc 结构 h + k + l = 偶数 Bcc结构，F?0的条件 若（h1k1l1）和（h2k2l2）之间发生二次衍射，二次衍射斑点 （h3k3l3）=（h1k1l1）+（h2k2l2） h3 +