第九章-电子衍射培训讲学.doc
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1、第九章 电子衍射精品资料第九章 电子衍射1、 分析电子衍射与 X 射线衍射有何异同?(*)电子衍射原理与X射线相似 相同之处:都是满足布拉格方程作为产生衍射的必要条件,两种衍射技术所得到的衍射花样在几何特征上是大致相似的。 不同之处: 1)电子波的波长比X射线短得多,在同样满足布拉格条件时,它的衍射角很小,约为10e-2rad。而X射线产生衍射时其衍射角最大可接近/2。(这是电子衍射花样特征不同与x射线衍射的主要原因) 2)在进行电子衍射操作时采用薄晶样品,薄样品的倒易阵点会沿着厚度方向延伸成杆状,因此,增加了倒易点阵与爱瓦德球相交截的机点,结果使略微偏离布拉格条件的电子束可能发生衍射。 3)
2、因为电子波的波长短,采用爱瓦德球图解式,反射球的半径很大,在衍射角较小的范围内反射球的球面可以近似的看成是一个平面,从而也可以认为电子衍射产生的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接地反映晶体内各晶面的位向,给分析带来不少方便。 4)原子对电子的散射能力远高于对X射线的散射能力(约高四个数量级),故电子衍射束的强度较大,摄取衍射花样时曝光时间仅需数秒钟。2、倒易点阵与正点阵之间关系如何?倒易点阵与晶体的电子衍射斑点之间有何对应关系?(*)答:倒易点阵是与正点阵相对应的量纲为长度倒数的一个三维空间(倒易空间)点阵,通过倒易点阵可以把晶体的电子衍射斑点直接解释
3、成晶体相应晶面的衍射结果,可以认为电子衍射斑点就是就是与晶体相对应的倒易点阵中某一倒易面上阵点排列的像。关系: 1)倒易矢量ghkl垂直于正点阵中对应的(hkl)晶面,或平行于它的法向Nhkl 2)倒易点阵中的一个点代表正点阵中的一组晶面 3)倒易矢量的长度等于正点阵中的相应晶面间距的倒数,即ghkl=1/dhkl。 4)对正交点阵有a*/a,b*/b,c*/c,a*=1/a,b*=1/b,c*=1/c 5)只有在立方点阵中,晶面法向和同指数的晶向市重合的,即倒易矢量ghkl是与相应指数的晶向hkl平行 6)某一倒易基矢垂直于正交点阵中和自己 3、 何为零层倒易截面和晶带定理?说明同一晶带中各
4、晶面及其倒易矢量与晶带轴之间的关系。零层倒易截面:通过倒易原点的倒易平面,用(uvw)0*表示。晶带定理:同一晶带中所有晶面的法线都与晶带轴垂直,hu+kv+lw=0关系:我们可以将晶带轴用正点阵矢量r=ua+vb+wc表达,晶面法向量用倒易矢量r*=ha*+kb*+lc*表达。由于r*与r垂直,所以:从而得到hu+kv+lw=0。(凡是属于 uvw晶带的晶面,它们的晶面指数(hkl)都必须符合上式的条件)4、 电子衍射的基本公式是什么?试进行推导。(*)基本公式:Rd=L,L衍射长度、相机长度(mm)推导:电子衍射花样中:v Q是中心斑点v P是hkl晶面族的衍射斑点,二者距离为:v 电子很
5、短,电子衍射的2很小,有 v 代入布拉格方程得电子衍射的基本公式:Rd=L v 式中:L衍射长度、相机长度(mm)5、 选区电子衍射的原理。(*)选区衍射就是在样品上选择一个感兴趣的区域,并限制其大小,得到该微区电子衍射图的方法,也称微区衍射。获取衍射花样的方法有光阑选区衍射和微束选区衍射,前者多在5平方微米以上,后者可在0.5平方微米以下。光阑选区衍射是在物镜像平面上插入选区光阑限制参加成象和衍射的区域来实现的(或者说通过在物镜像平面处插入一个孔径可变化的选区光阑,让光阑的孔只套住我们感兴趣的那个微区,那么光阑以后的成像电子束将被挡住,只有该微区的成像电子束才能通过光阑进入中间镜和投影镜参与
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