中南大学：《电子显微分析》_第二章 电镜中的电子衍射及分析（苏玉长）

第二章 电镜中的电子衍射及分析 苏五长 时种手系太。柴

苏 玉 长 版权所有， 2001(c) 材料科学与工程系 第二章 电镜中的电子衍射及分析

概述 电镜中的电子衍射其衍射几何与X射线 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. 苏五长 有一太

苏 玉 长 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 c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。 苏五长

苏 玉 长 • 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

不足之处 电子行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 射线亻 苏五长 有一太

苏 玉 长 • 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

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。 苏五长

苏 玉 长 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

本章重点 斑点花样的形成原理、实验方法、指数标 定、花样的实际应用。菊池线花样和会聚束花 样只作初浅的介绍。 苏五长 有一太

苏 玉 长 斑点花样的形成原理、实验方法、指数标 定、花样的实际应用。菊池线花样和会聚束花 样只作初浅的介绍。 本章重点

2.1.衍射几 2⊥1.晶体结构与空间点阵 空间点阵+结构基元=晶体结构 晶面:(hkl),{hk}用面间距和晶面法向来 表示 日日 向:[uvw,<uvw 晶带:平行晶体空间同一晶向的所有晶面的 总称,[uw 苏五长 有一太

苏 玉 长 2.1. 衍射几何 2.1.1. 晶体结构与空间点阵 空间点阵＋结构基元＝晶体结构 晶面：（hkl）,{hkl} 用面间距和晶面法向来 表示 晶向: [uvw], 晶带：平行晶体空间同一晶向的所有晶面的 总称 ，[uvw]

2.1.2.Brag定律 2d sine=n n, 2dHKL Sine =n 选择反射,是产生衍射的必要条件 ,但不充分。 100kV入=0.037A sine=2/2d HKL=10 0≈10-2<10 K2K0=g|g=1d,用g代表 个面。 苏五长 有一太

苏 玉 长 2.1.2. Bragg定律 2d sinq = n l, 2dHKL sinq =l , 选择反射，是产生衍射的必要条件 ，但不充分。 100kV, l=0.037Å sinq = l/2dHKL=10-2 , q≈10-2<1o Kg -K0=g |g|=1/d，用g代表一 个面

图2-1布拉格反射 苏五长 有一太

苏 玉 长 q 反射面法线 q E F B A q 图2-1 布拉格反射

图2-1反射球作图法 苏五长 有一太

苏 玉 长 N G q 图2-1 反射球作图法