第4章++菊池衍射图的分析及应用

1、4.1.1 4.1.1 什么是菊池花样？什么是菊池花样？ 在电子衍射花样中，除了在电子衍射花样中，除了 正常的斑点之外，还经常正常的斑点之外，还经常出现出现 明、暗成对平行的衍射衬度条明、暗成对平行的衍射衬度条 纹纹，首次由，首次由KikuchiKikuchi描述，因之描述，因之 称为菊池线或菊池花样。称为菊池线或菊池花样。 第 4 章 菊池衍射图的分析及应用 4.1 基本概念 同一晶带的菊池线对的中线同一晶带的菊池线对的中线 交于一点，构成一对称中心，该交于一点，构成一对称中心，该 对称中心就是晶带轴与荧光屏或对称中心就是晶带轴与荧光屏或 底片的交点，称之为底片的交点，称之为菊池极菊池极。

2、4.1.2 4.1.2 出现菊池线的条件出现菊池线的条件 样品晶体比较完整样品晶体比较完整 样品内部缺陷密度较低样品内部缺陷密度较低 在入射束方向上的厚度比较合适：在入射束方向上的厚度比较合适：1/2t1/2tc cttt 1 1,I(,I( 2 2)I()I( 1 1) )；(b)(b)晶面晶面(hkl)(hkl)对对 非弹性散射电子的衍射非弹性散射电子的衍射; (c) ; (c) 菊池衍射引起的背景强度变化；菊池衍射引起的背景强度变化；(d)(d)菊池线菊池线 对的产生及其衍射几何对的产生及其衍射几何 P P方向背景强度为：方向背景强度为：I(I(2 2) + I) + IP P- I-

3、IQ Q Q Q方向背景强度为：方向背景强度为：I(I(1 1) + I) + IQ Q- I- IP P 1 1 I IQ Q 则则P P方向的净变化方向的净变化 I IP P- I- IQ Q 0 0 Q Q方向的净变化方向的净变化 I IQ Q- I- IP P 00 0时，菊池线对分时，菊池线对分 布于中心斑点的同一布于中心斑点的同一 侧；侧； S S+g +g0 0 即即 hu + kv + lw 0 因为，菊池线指数标定不存在因为，菊池线指数标定不存在1801800 0 不唯一性，不唯一性， 一菊池极所代表的晶带一菊池极所代表的晶带 轴轴Z Z与非此晶带的晶面外侧面的倒易与非此晶带

4、的晶面外侧面的倒易 矢量矢量g g之间为锐角，见图之间为锐角，见图 。 判断的附加条件判断的附加条件 例例1. 1. 图为图为 -Fe-Fe的三菊池电子衍射图，已知的三菊池电子衍射图，已知L L =25.7mmA=25.7mmA， - - FeFe的晶格常数，的晶格常数，a=3.5698Aa=3.5698A，试标定该菊池衍射图。，试标定该菊池衍射图。 212 测得测得R R1 1=20.4mm=20.4mm, R R2 2=31.4mm=31.4mm, R R3 3=32.2mm=32.2mm, 12 12=49.5 =49.50 0, , 13 13=71.5 =71.50 0, , 23

5、23=59.0 =59.00 0。 利用利用Rd = L 计算对应的面间距：计算对应的面间距：d1 1=1.26A, d2 2=0.818A, d3 3=0.798A，相对应的晶面族为，相对应的晶面族为220，331，420。 212 先选定先选定(h1k1l1)线对外侧菊池线的指数为线对外侧菊池线的指数为(202)； 则由则由 12=49.50确定确定(h2k2l2)可以是可以是(133)、 (133)、 (331)、 (331)； 根据根据 13=71.50的要求，的要求， (h3k3l3)可以是可以是(240)、 (240)、 (042)、 (042)；如果取如果取(h2k2l2) 为为

6、(133) ，要满足，要满足 23=59.00， (h3k3l3) 只能为只能为(240) 。 212 计算菊池极的晶带轴指数：计算菊池极的晶带轴指数：uvw A=323, uvwB=212, uvwC=635. 验证验证 212 4.3 菊池衍射图的应用 菊池线具有一些重要的几何特征性，对晶体取向非常敏感，菊池线具有一些重要的几何特征性，对晶体取向非常敏感， 因此，在电子显微图象分析中具有重要的用途。因此，在电子显微图象分析中具有重要的用途。 精确测定晶体取向精确测定晶体取向 偏离参量偏离参量s s的测定的测定 利用菊池线进行倾转操作利用菊池线进行倾转操作 测定共存相间的取向关系测定共存相间

7、的取向关系 电子束波长的校正电子束波长的校正 测量原理测量原理 4.3.1 4.3.1 精确测定晶体取向（测量精度可达精确测定晶体取向（测量精度可达0.010.010 0） 晶体取向是指与入射电子束反向平行的晶向。三菊池极法晶体取向是指与入射电子束反向平行的晶向。三菊池极法 是常用的方法，尤其适用于晶体膜面法向测定。是常用的方法，尤其适用于晶体膜面法向测定。 图图(a)(a)是三菊池线的分布，两两相交构成的三个菊池极是三菊池线的分布，两两相交构成的三个菊池极A A、B B、 C C，Z Zi i（i=1,2,3i=1,2,3）是菊池极的晶带轴，）是菊池极的晶带轴，OO是衍射图中心；是衍射图中心； 图图(b)(b)是空间分布情况，晶体取向是空间分布情况，晶体取向OOOO，uvwuvw 在在OOOO方向取单位矢量方向取单位矢量B B，与，与Z Zi i之间的夹角为之间的夹角为 i i )3 , 2 , 1(cosiZBZ iii 321 321 awavauB awavauZ iiii Z1 Z3 Z2 B 333231 232221 131211 AAA AAA AAA G 4.3.2 4.3.2 测定偏离参量测定偏离参量s s 4.3.3 4.3.3 菊池图的应用菊池图的应用 与标准菊池图谱对照，标定待定的菊池