透射电子显微学课件

透射电子显微学课程主要内容绪论倒易点阵及电子衍射基础单晶电子衍射图的分析及标定孪晶电子衍射图的分析菊池衍射图的分析及应用两相取向关系的测定高阶劳厄电子衍射图的分析及应用晶体的其它衍射效应及复杂衍射花样特征晶体薄膜的衍射衬度原理概述晶体缺陷和第二相的衍衬分析弱束暗场技术及透射电镜相关技术第四章菊池衍射图的分析及应用基本概念菊池线的产生及衍射几何菊池线的几何特征菊池线的标定菊池线衍射图的应用引言

透射电镜中的电子衍射方法及衍射花样特征

选区电子衍射

-衍射单晶体准晶体非晶体

常见的选区电子衍射花样多晶体单菊池极多菊池极引言

菊池衍射花样晶体比较完整

菊池衍射花样及其出现的条件样品厚度比较合适引言明锐的衍射斑点衍射斑点和菊池线共存完全吸收单晶厚度对衍射图的影响试样厚度相鉴定

菊池衍射花样在晶体材料中的应用衬度分析引言精确测定晶体取向测定电子束波长迹线分析第一节基本概念

基本概念菊池线弹性散射和非弹性散射菊池带菊池极菊池图第二节菊池线的产生及衍射几何非弹性散射电子强度分布O入射束OPQP´Q´入射束(hkl)OP方向的背底强度净减IP´

–IQ´OQ方向的背底强度净增IP´

–IQ´荧光屏中心样品θθ由于IP´

>IQ´，

菊池线的产生NhklN-h-k-l(hkl)hklhkl000-h-k-l-h-k-l90-θ因θ很小且反射球很大，菊池线近似为平行线对

菊池衍射几何

菊池衍射几何第三节菊池线的几何特征

hkl菊池线对间距R和晶面间距d仍然满足Rd=Lλ

hkl菊池线对垂直于hkl斑点到中心斑点的连线

hkl菊池线对中线可视为(hkl)晶面与荧光屏的交线

两菊池线对中线间夹角与两晶面间夹角相等

菊池衍射图中可能同时存在几个晶带的菊池线，能提供晶体结构的三维信息，不存在180

不唯一性

菊池线在衍射图中的位置相对于晶体取向非常敏感，随着样品倾转菊池线将发生位移，移动的方向和大小能精确地反映晶体取向变化菊池线位置随晶体取向的变化(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菊池线位置随晶体取向的变化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)第四节菊池线的标定

单菊池极衍射图

多菊池极衍射图衍射图中只有一个对称中心，菊池线由一个晶带内的晶面衍射产生衍射图中有多个对称中心，菊池线由多个晶带的晶面衍射产生。最常用的是三菊池极衍射图多菊池极衍射图不存在180

，菊池极的指数可以唯一确定，三菊池极衍射图常用于精确测定晶体取向h1k1l1h3k3l3h2k2l2ABC[323][635][212]20-2-202-1-3313-3-2402-40

12

13

23γ-Fe(fcc，a=0.357nm)，Lλ=2.57mm·nm1.测量菊池线对间距及线对中线间夹角R1=20.4mm，R2=31.4mm，R3=32.2mm，

12=49.5，

13=71.5，

23=59.02.计算晶面间距d1=0.126nm，d2=0.082nm，d3=0.080nm3.确定菊池线所属晶面族指数{h1k1l1}={220}，{h2k2l2}={331}{h3k3l3}={420}

三菊池极衍射图的标定4.标定菊池线对指数选定(h1k1l1)外侧菊池线为(20-2)

为满足

12

，(h2k2l2)内侧菊池线指数可以是

(13-3)、(1-3-3)、(33-1)或(3-1-1)

为满足

13，(h3k3l3)内侧菊池线指数可以是(240)、(2-40)、(04-2)或(0-4-2)

不妨选定(h2k2l2)内侧菊池线为(13-3)

为满足

23

，(h3k3l3)内侧菊池线指数只能是(2-40)

标定其余菊池线指数5.计算菊池线的晶带轴指数[uvw]A=[323][uvw]B=[212][uvw]C=[635]5.校核标定结果

要满足hu+kv+lw

>0

(hkl)是不属于[uvw]晶带内晶面的外侧菊池线指数第五节菊池衍射图的应用

精确测定晶体取向（三菊池极衍射图法）h1k1l1h2k2l2h3k3l3ABCO´R1R2R3三菊池极分别为：Z1=

[u1v1w1]，Z2=[u2v2w2]，

Z3=[u3v3w3]测量三菊池极到荧光屏中心距离：R1，R2，R3Φ2Z1Z2Z3OABCO´OO´是入射束方向，其反方向就是晶体相对于入射束的取向B，简称晶体取向AO，BO和CO是两两晶面的交线；Z1，Z2和Z3则是三个菊池极的晶带轴方向，与O´O之间的夹角为Φ1

，Φ2和Φ3∆AOB，∆AOC和∆BOC是(h1k1l1)，(h2k2l2)和(h3k3l3)晶面的空间方位Φ1Φ3(i=1,2,3)

精确测定晶体取向（倾转样品法）[001][101][112]样品由零倾位置(α0=0，β0=0)，倾转到某一取向[uvw]时，样品台的倾角为α和β，则该晶带轴和膜面法线见夹角余弦fcc样品分别倾转到[101]，[112]和[001]取向倾角分别为，(18.5,-20)，(-3.0,18.6)和(-25.0,-10.5)将有关数据带入公式[uvw]=1/a[0.44920.08690.8911][uvw]≈[5110]0200202-202-20-1-11-1-11

测定偏离参量sOθθO*hkl000(hkl)sg∆θ∆θGXR设(hkl)晶面偏离布拉格位置∆θ，引起菊池线位移为X，L是相机长度，则有再利用电子衍射基本公式R=Lλg，得

菊池图的应用把晶体