电镜中的电子衍射及分析教材教学课件.ppt

第二章;概述;电子衍射与X射线衍射的不同之处;因为电子波的波长短，采用爱瓦尔德图解时，反射球德半径很大，在衍射角θ较小的范围内，反射球的球面可以近似地看成是一个平面，从而也可以认为电子衍射产生地衍射斑点大致分布在一个二维倒易截面内。这个结果使晶体产生的衍射花样能比较直观地反应晶体内各晶面地位向，给分析带来不少方便。;电子衍射与X射线衍射相比的优点; 不足之处;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。;;二、倒易点阵与爱瓦尔德图解法;a;倒易点阵中任一倒易点的位置用矢量r*hkl（或g hkl ）可表示为： ghkl= h a* + k b* + l c* （ h、k、l为正点阵中的晶面指数 ） ;正点阵中，晶面 (hkl)的面间距dhkl是其同名倒易矢量ghkl长度的倒数 即： dhkl =1/ghkl 对于正交点阵，有： a*∥a, b*∥b, c*∥c; a*=1/a ；b*=1/b；c*=1/c ;（二）爱瓦尔德球图解法;Nhkl; 以O为中心，1/λ为半径作一个球，这就是爱瓦尔德球（或称反射球）。此时若有倒易阵点G（指数为hkl）正好落在爱瓦尔德球的球面上，则相应的晶面组（hkl）与入射束方向必满足布拉格条件，而衍射束的方向就是OG，或者写成衍射波的波矢量k’，其长度也等于反射球的半径1/λ。 根据倒易矢量的定义，O*G=g，于是我们得到 k’-k=g (10-7) 由上图的简单分析即可证明，式(10-7)与布拉格方程是完全一致的。; 由O向O*G作垂线，垂足为D。因为g平行于(hkl）晶面的法向Nhkl,所以OD就是正空间中(hkl)晶面的方位，若它与入射束方向的夹角为θ，则有： ; 上图中应注意矢量ghkl的方向，它和衍射晶面的法线方向一致。因为已经设定矢量ghkl的模是衍射晶面的面间距的倒数，因此位于倒易空间中的ghkl矢量具有代表正空间中(hkl)衍射晶面的特性，所以它又叫作衍射晶面矢量。 爱瓦尔德球内的三个矢量k、k’和ghkl 清楚地描绘了入射束、衍射束和衍射晶面之间的相对关系。在以后的电子衍射分析中，将常常应用爱瓦尔德球图解法这个有效的工具。 ; 在作图过程中，首先规定了爱瓦尔德球的半径为1/λ，又因为 ghkl＝1/dhkl,由于这两个条件，使爱瓦尔德球本身已置倒易空间中去了。在倒易空间中任一ghkl矢量就是正空间中（hkl)晶面代表，如果能记录到各ghkl矢量的排列方式，就可以通过坐标变换推测出正空间中各衍射晶面间的相对方位，这就是电子衍射分析要解决的主要问题。;三、电子衍射的基本公式和产生衍射的基本公式;可以认为ΔOO*G和ΔOO’G’相似。因为从样品到底片的距离L是已知的，故;（二）产生衍射的充要条件;四、零层倒易面;正空间;五、标准电子衍射花样;六、偏离矢量;图2-12 各种晶形相应倒易点宽化情形;各种晶形相应的倒易点宽化的情况 小立方体 六角形星芒 小球体 大球加球壳， 盘状体 杆 针状体 盘 （参见图2-12） 问题 为什么Ewald球与倒易面相 切会有很多斑点? ;;七、电子显微镜中的电子衍射;（二）有效相机常数; 为此，我们必须在三个透镜的电流都固定的条件下，标定它的相机常数，使R和g之间保持确定的比例关系。目前的电子显微镜，由于计算机引入了控制系统，因此相机常数及放大倍数都随透镜激磁电流的变化而自动显示，并直接曝光在底片边缘。;（三）、选区电子衍射;A; 上图为选区电子衍射的原理图。入射电子束通过样品后，透射束和衍射束将会集到物镜的背焦面上形成衍射花样，然后各斑点经干涉后重新在像平面上成像。图中上方水平方向的箭头表示样品，物镜像平面处的箭头是样品的一次像。如果在物镜的像平面处加入一个选区光阑，那么只有A’