材料现代分析方法复习题部分答案1.docx

TEM部分：光学显微镜的分辨本领一般为所用光源波长的一半；而在透射电镜中当加速电压为100kV时，电子波长为0.037埃，但其分辨本领却只能达到几个埃，这是为什么？答：在TEM中，电磁透镜的分辨本领受到透镜像差的影响，在像差中，像散可以由消像散器来补偿，色差可通过供电系统的稳定性解决，但电磁透镜中的球差至今无法通过某种方法得到有效补偿。 为降低球差，可通过物镜背焦面平面上插入一个小孔径光栏来突现，孔径光栏直径越小，孔径半径越小，球差将减小，但孔径半角也不能无限的小，因为当半角缩小到一定程度，由电子波动性所引起的衍射误差对像质量的影响便不可忽略，因此，由于球差的限制，透镜的分辨本领达不到其电子波长的一半。2. 什么是倒易矢量？ 倒易矢量的基本性质是什么？一个晶带的倒易图象是什么？试用倒易矢量的基本性质和晶带定律绘出体心立方点阵(211)*倒易面、面心立方点阵(311)*倒易面。解：定义：由倒易原点指向任一倒易阵点hkl的矢量，称为倒易矢量。记为：r* = ha* + kb* + lc*倒易矢量两个基本性质： a. r*hkl 正点阵中(hkl)面； b. |r*hkl| = 1/dhkl 一个晶带的倒易图像是一个倒易点平面，并且这个平面与晶带轴垂直。(3)体心立方点阵(211)*倒易面由于法向方向[211](211)设[u v w]，根据晶带定律uh+vk+wl=0 和体心立方的消光规律得2u+v+l=03面心立方点阵(311)*倒易面由于法向方向[311](311)设[u v w]，根据晶带定律uh+vk+wl=0 和体心立方的消光规律得3u+v+l=03. 为什么说单晶体的电子衍射花样是一个零层倒易平面的放大投影？答：单晶的电子衍射的Ewald图解中由于反射球相对于倒易点间距来说很大，在倒易原点可将反射球近似看成平面，所以一个倒易平面上的倒易点可同时与反射球相截，在透射电镜中的电子衍射花样实际上就是晶体倒易平面的放大像。R1R258.531.5R34. 面心立方晶体单晶电子衍射花样如图所示，测得： R1=10.0mm; R2=16.3mm; R3=19.2mm夹角关系见图。求：（1）先用R2比法标定所有衍射斑点指数，并求出晶带轴指数[uvw]；（2）若L=20.0mm?，求此晶体的点阵参数a=?解：（1）R12：R22:R32=100：265.7：368.6=3:8:11(H1 K1 L1)=(1 1 1) (H2 K2 L2) =(0 2 -2) (H3 K3 L3)= (1 1 1)+ (0 2 -2) =(1 3 -1)晶带轴方向为（-2 1 1）（2）根据Rdhkl=Lλ 所以,,所以a=3.5?5. -Fe单晶（体心立方，点阵常数a=2.86?）的选区电子衍射花样如图所示。已测得A、B、C三个衍射斑点距透射OACB斑点O的距离为：RA=10.0mm, RB=24.5mm, RC=26.5mm，AOB＝90。试求：(1) 标定图中所有斑点的指数；(2) 求出晶带轴指数[uvw]；(3) 计算相机常数L=? 解：（1）R12：R22:R32=100：600：702=2:12:14(H1 K1 L1)=(1 1 0) (H2 K2 L2) =(2 -2 2) (H3 K3 L3)= (1 1 0)+ (2 -2 2) =(3 -1 2)(2)晶带轴指数[uvw]=[1 -1 -2](3), ，L=R1d110=10*2.0 =20.0 mm?6. NaCl晶体为立方晶系，试推导其结构因子FHKL，并说明NaCl晶体属于何种点阵类型。已知NaCl晶体晶胞中离子的位置如下：4个Na离子分别位于：0,0,0；1/2,1/2,0；1/2,0,1/2；0,1/2,1/24个Cl离子分别位于：1/2,1/2,1/2；0,0,1/2；0,1/2,0；1/2,0,0解：将八个离子带入公式当H，K，L奇偶混杂时，F=0，当H，K，L奇偶不混杂时，所以NaCl依然属于面心点阵。7. 在透射电镜中如何实现高放大倍数？如何实现微区形貌和微区结构的对应分析的（从成像到衍射方式的转换）？答：（1）透射电镜的放大倍数主要与电磁透镜有关，其物距μ，像距v和焦距fz之间的关系为且 (电子加速电压：R透镜半径；NI激磁线圈安西数；A与透镜有关的比例常数)减小激磁电流，电流透镜磁场强度降低，焦距变大，这样，在物距不变的情况下，像距增加，从而使放大倍数增大倍。（2）选区电子衍射是通过在物镜像平面上插入透光阑实现的，其作用如同在样品所在平面（物镜的像平面）内插入一虚光阑，使虚光阑孔以外的照明电子束被挡掉，当电镜成像时，中间镜的物平面与物镜的像平面重合，插入选区光阑，使可选择感兴趣的区域，调节中间镜电流使其物平面与物镜背焦面重合，将电镜置于衍射模式，