菊池极与中心斑点重合.ppt

* 4.1.1 什么是菊池花样？ 在电子衍射花样中，除了正常的斑点之外，还经常出现明、暗成对平行的衍射衬度条纹，首次由Kikuchi描述，因之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底片的交点，称之为菊池极。 4.1.2 出现菊池线的条件 样品晶体比较完整 样品内部缺陷密度较低 在入射束方向上的厚度比较合适：1/2tcttc 花样随样品厚度增加的变化如下： 斑点 → 斑点 + 菊池线 → 菊池线 4.1.3 菊池线的产生 由于能量损失极少的非弹性散射的电子，当随后入射到样品某晶面，且满足布拉格条件时，再次发生弹性相干散射的结果。它是一种动力学效应。 其产生的几何图解如图所示。 菊池线对的产生及其几何特征 (a) 非弹性散射电子强度的角分布，?2?1,I(?2)I(?1)；(b)晶面(hkl)对非弹性散射电子的衍射; (c) 菊池衍射引起的背景强度变化；(d)菊池线对的产生及其衍射几何 P方向背景强度为：I(β2) + IP’- IQ’ Q方向背景强度为：I(β1) + IQ’- IP’ ∵ β1β2，I(β1)〉I(β2) ∴ IP’ IQ’ 则P方向的净变化 IP’- IQ’ 0 Q方向的净变化 IQ’- IP’ 0 即P方向净增加：IP’- IQ’ Q方向净减少：IP’- IQ’ 即出现名暗相间的线对，线对间的距离 （1）菊池线是明暗配对的直线，在正片上距透射斑近者为暗线，远者为亮 （2）菊池线对的距离R等于相应斑点至中心斑的距离，公垂线与R平行； （3）菊池线对的中线即为(hkl)与底片的交线。 结 论： 4.1.4 菊池线对的几何特征 菊池线是明暗配对的直线，在正片上距透射斑，近者为暗线，远者为亮线； 菊池线对间距等于相应衍射斑点到中心斑点的距离，满足Rd = L?； 菊池线对的中线可视为是(hkl)晶面与底片的交线； 线对公垂线与相应的斑点坐标矢量平行； 菊池线对中线之间的夹角与相应两晶面之间的夹角相等（注意；菊池极与中心斑点重合时才严格相等） 菊池线对在衍射图中的位置对样品晶体的取向非常敏感，详见下图 菊池衍射图中可能同时存在几个晶带的菊池线，因此，不存在1800不唯一性。 对称入射，即B//[uvw]时，线对对称分布于中心斑点两侧； 双光束条件，即s=0，亮线通过(hkl)斑点，暗线通过中心斑点； S+g0时，菊池线对分布于中心斑点的同一侧； S+g0时，菊池线对分布于中心斑点的两侧。 衍射花样存在二次旋转对称性； 菊池线对花样不存在二次旋转对称性； 图a花样仅表达0层倒易面各倒易矢量分布 图 b外围三角形分布的三个菊池线对反映上层倒易面各倒易矢量的空间分布； 只反映了一个[111]晶带的三个晶面的情况； 图中的菊池极表达了各晶带的空间分布。 对比单晶Si的[111]衍射花样和[111]菊池衍射花样 4.2 菊池线的标定 同一晶带的菊池线对的中线交于一点，构成一对称中心，该对称中心就是晶带轴与荧光屏或底片的交点，称之为菊池极。围绕每个对称中心的菊池线对同属同一晶带。 标定规则： 晶面的具体面、面指数以及倒易矢量方向应一一对应。 晶面的菊池线对可采用三种标定方式，见图 指数代表指数倒向的晶面 4.2.1 只有一个对称中心（菊池极）的情况 标定方法与衍射斑点的标法基本相同。 标定基本依据： 菊池线对的间距等于相应斑点到中心斑的距离，满足 Rd = L? 菊池线对夹角等于相应两晶面间夹角 同时存在菊池线与斑点的情况，则同一晶面的衍射斑点和菊池线的指数应一致，且该衍射斑点在菊池线对过中心斑点 的垂线或其延长线上，菊池亮线指数的符号应与临近斑点指数的符号一致，例如，hkl菊池亮线与hkl斑点靠近。 若在对称入射条件下，菊池极与中心斑点重合，菊池花样以透射斑为中心对称分布。 200 220 020 Fcc, [001] [212] 4.2.2 三菊池极衍射图中菊池线的标定方法与步骤 4.2.2 三菊池极衍射图中菊池线的标定方法与步骤 测量三组菊池线对间距及各线对中线之间的夹角，R1、 R2、 R3、 ?12、 ?13、 ?23。为方便可统一选菊池线的外侧面指数代表反射平面。 利用Rd = L?计算每组菊池线对对应的面间距d1、 d2、 d3。 对已知晶体结构，则据di确定所属晶面族{hikili}。对未知结构，借助其它信息查对可能物质的衍射卡片，确定物相和结构以及di所对应的晶面族{hikili}。 在确定的晶面族中选择合适的面指数h1k1l1、 h2k2l2、 h3k3l3，夹角符合线对中线间的夹角。 求每个菊池极所代表的晶带轴指数