《电子显微镜电镜显微图象解释优秀课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电子显微镜电镜显微图象解释优秀课件（34页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、透射电镜衍射衬度是由样品底表面不同部位的衍射束强度存在差异而造成的。要深入理解和正确解释透射电镜衍衬像的衬度特征，就需要对衍射束的强度进行计算。动力学衍射 运动学衍射二. 衍衬象运动学原理1电子显微镜电子显微镜 电镜显微图象解释优秀电镜显微图象解释优秀1. 运动学理论的基本假设双束假设厄瓦尔德球O* g g2 2 G Gs s k k kk透射束 I透衍射束 I衍入射束 I入I入= I透+I衍k - k = g + s2电子显微镜电子显微镜 电镜显微图象解释优秀电镜显微图象解释优秀假定透射束和衍射束之间不存在相互作用不考虑电子束在晶体样品内的多次反射吸收柱体近似 在计算样品下表面衍射波强度时，
2、假设将样品分割为贯穿上下表面的一个个小柱体(直径约2nm)，而且相邻柱体中的电子波互不干扰。3电子显微镜电子显微镜 电镜显微图象解释优秀电镜显微图象解释优秀 k k kk计算每个柱体下表面的衍射强度，汇合一起就组成一幅由各柱体衍射强度组成的衍衬象，这样处理问题的方法，称为柱体近似。4电子显微镜电子显微镜 电镜显微图象解释优秀电镜显微图象解释优秀2. 理想晶体的衍射强度rzdzt在衍射方向上产生的散射波振幅为 k k kk5电子显微镜电子显微镜 电镜显微图象解释优秀电镜显微图象解释优秀柱体底部衍射波的合成振幅积分结果衍射束强度 -衍衬运动学基本方程衍衬运动学基本方程6电子显微镜电子显微镜 电镜显
3、微图象解释优秀电镜显微图象解释优秀透射波强度和衍射波强度在晶体深度方向做周期性振荡,振荡的周期叫做消光距离.7电子显微镜电子显微镜 电镜显微图象解释优秀电镜显微图象解释优秀衍射强度随样品厚度的变化关于的讨论8电子显微镜电子显微镜 电镜显微图象解释优秀电镜显微图象解释优秀等厚条纹的产生9电子显微镜电子显微镜 电镜显微图象解释优秀电镜显微图象解释优秀晶体样品楔形边缘处的等厚条纹10电子显微镜电子显微镜 电镜显微图象解释优秀电镜显微图象解释优秀晶粒1 晶粒2倾斜界面处的等厚条纹11电子显微镜电子显微镜 电镜显微图象解释优秀电镜显微图象解释优秀衍射强度随晶体位向的变化12电子显微镜电子显微镜 电镜显微
4、图象解释优秀电镜显微图象解释优秀在衍衬图象中对应于s=0的Ig max亮线(暗场)或暗线(明场)两侧,还有亮,暗相间的条纹出现,(因为峰值强度迅速减弱,条纹数目不会很多),同一亮线或暗线所对应的样品位置,晶面具有相同的位向(s相同),所以这种衬度特征也叫做等倾条纹.13电子显微镜电子显微镜 电镜显微图象解释优秀电镜显微图象解释优秀明场象s=0s=0弯曲消光条纹(等倾条纹等倾条纹)的形成14电子显微镜电子显微镜 电镜显微图象解释优秀电镜显微图象解释优秀弯曲试样的明场像15电子显微镜电子显微镜 电镜显微图象解释优秀电镜显微图象解释优秀3. 非理想晶体的衍射强度16电子显微镜电子显微镜 电镜显微图象
5、解释优秀电镜显微图象解释优秀rr17电子显微镜电子显微镜 电镜显微图象解释优秀电镜显微图象解释优秀缺陷晶体柱体底部衍射波的合成振幅相比较,衍射振幅的表达式内出现了一个附加因子exp(-2i g R )，如令=2 g R ，即有一个附加因子e -i，亦即附加位相角=2 g R 。与理想晶体柱体底部衍射波的合成振幅18电子显微镜电子显微镜 电镜显微图象解释优秀电镜显微图象解释优秀 附加位相角=2gR的引入将使缺陷附近物点的衍射强度有别于无缺陷的区域，从而使缺陷在衍衬图像中产生相应的衬度。 gR值直接影响缺陷的衬度.对于给定的缺陷，R（x,y,z）是确定的；g是用以获得衍射衬度的某一发生强烈衍射的晶
6、面倒易矢量。通过样品台的倾转，选用不同的g成像，获得不同的gR值. 如果g R=整数 (0,1,2, ),则=2的整数倍,此时缺陷的衬度将消失，即在图像中缺陷不可见。如果g R 整数 ,则 2的整数倍,此时缺陷的衬度将出现，即在图像中缺陷可见。19电子显微镜电子显微镜 电镜显微图象解释优秀电镜显微图象解释优秀位错的衬度位错的衬度4. 晶体缺陷衍衬分析20电子显微镜电子显微镜 电镜显微图象解释优秀电镜显微图象解释优秀刃刃型型位位错错衬衬度度的的产产生生及及其其特特征征 位错线像总是出现在它的实际位置的一侧或另一侧。位错线像总是有一定的宽度.21电子显微镜电子显微镜 电镜显微图象解释优秀电镜显微图
7、象解释优秀位错衬度22电子显微镜电子显微镜 电镜显微图象解释优秀电镜显微图象解释优秀层错的衬度层错的衬度rjrj+RR层错面层错是晶体中最简单的平面型缺陷，层错是晶体中最简单的平面型缺陷，是晶体内局部区域原子面的堆垛顺序是晶体内局部区域原子面的堆垛顺序发生了差错，即层错面两侧的晶体发发生了差错，即层错面两侧的晶体发生了相对位移生了相对位移R。PCDPQO23电子显微镜电子显微镜 电镜显微图象解释优秀电镜显微图象解释优秀层层错错总总是是发发生生在在密密排排的的晶晶体体学学平平面面上上，典典型型的的如如面面心心立立方方晶晶体体的的111平平面面上上，层层错错面面两两侧侧分别是位向相同的两块理想晶体
8、。分别是位向相同的两块理想晶体。对对于于面面心心立立方方晶晶体体的的111层层错错，R可可以以是是1/3111或或者者 1/6112。计计算算下下部部晶晶体体的附加位相角的附加位相角=2gR，可得，可得或者或者面面心心立立方方晶晶体体的的操操作作反反射射g为为hkl全全奇奇或或全全偶偶，所所以以只只有有0和和2/3三三种种可可能能的的值值。显显然然，当当=2n时时，层层错错将将不不显显示示衬衬度度，即即不不可可见见；而而当当=2/3时时，将将在在图图像像中中观观察察到到它它们们的的衬衬度度.24电子显微镜电子显微镜 电镜显微图象解释优秀电镜显微图象解释优秀层错的衬度特征层错的衬度特征平行于晶体
9、表面的层错:层错区显示为均匀的亮区或暗区;倾斜于晶体表面的层错:表现为平行于层错面与薄膜表面交线的亮暗相间条纹.25电子显微镜电子显微镜 电镜显微图象解释优秀电镜显微图象解释优秀PPt1t2t平行于晶体表面的层错对于无层错区域，衍射波振幅为对于存在层错的区域，衍射波振幅为衍衬图像存在层错的区域将与无层错区域呈现不同的亮度，即构成衬度。若入射电子束方向正好与膜面垂直,则层错区域本身不产生衬度.层错区显示为均匀的亮区或暗区.26电子显微镜电子显微镜 电镜显微图象解释优秀电镜显微图象解释优秀倾斜于晶体表面的层错27电子显微镜电子显微镜 电镜显微图象解释优秀电镜显微图象解释优秀第二相粒子第二相粒子的衬
10、度的衬度由由于于第第二二相相本本身身成成分分、晶晶体体结结构构、取取向向与与基基体体不不同同，电电子子束束穿穿过过第第二二相相时时，衍衍射射波波振振幅幅和和强强度度与与基基体体不不同同，显显示示第第二二相相本本身身的的衬衬度度特征特征-沉淀物衬度沉淀物衬度第第二二相相粒粒子子的的存存在在引引起起周周围围基基体体点点阵阵畸畸变变，电电子子束束穿穿过过畸畸变变区区时时，振振幅幅和和强强度度有有别别与与无无缺陷区而产生衬度缺陷区而产生衬度 -应变衬度应变衬度(基体衬度)28电子显微镜电子显微镜 电镜显微图象解释优秀电镜显微图象解释优秀第第二二相相粒粒子子的的存存在在会会使使基基体体晶晶格格发发生生畸
11、畸变变，由由此此就就引引入入了了缺缺陷陷矢矢量量R，产产生生了了附附加加位位相相角角=2 g R,使使产产生生畸畸变变的的晶晶体体部部分分和和不不产产生生畸畸变变的的部部分分之之间间出现衬度的差别出现衬度的差别.晶晶柱柱的的畸畸变变程程度度R随随离离开开粒粒子子中中心心的的距距离离而而变变化化,它它们们的的合合成成振振幅幅也也随随之之改改变变.而而通通过过粒粒子子中中心心的的晶晶面面不不发发生生畸畸变变,将将形形成成无无衬度线衬度线.应变衬度应变衬度29电子显微镜电子显微镜 电镜显微图象解释优秀电镜显微图象解释优秀 第二相粒子第二相粒子的的应变应变衬度特征衬度特征 花瓣状暗斑(明场),中间是无
12、衬度的线状亮区30电子显微镜电子显微镜 电镜显微图象解释优秀电镜显微图象解释优秀 沉淀物衬度沉淀物衬度穿过粒子的晶体柱与无粒子区域在成分、晶体结构、等方面是不一样的，其衍射波的合成振幅和强度当然也会不同。第二相的结构或位向与基体不同，会产生衬度。结构因子衬度：第二相和基体结构因子的差异引起的。取向衬度：第二相和基体的衍射晶面偏离布拉格位置程度的差别引起的。结合样品台的倾斜，选用第二相粒子的强衍射束成像，可显示第二相的形貌。31电子显微镜电子显微镜 电镜显微图象解释优秀电镜显微图象解释优秀AlCu合金中相的衬度效应32电子显微镜电子显微镜 电镜显微图象解释优秀电镜显微图象解释优秀小结理想理想晶体
13、晶体振幅仅与振幅仅与t,st,s有关有关仅当厚度仅当厚度t t或偏离矢量或偏离矢量s s变变化时显示条纹衬度化时显示条纹衬度缺陷缺陷晶体晶体比理想晶体多了比理想晶体多了一个附加相位角一个附加相位角除上述衬度外除上述衬度外, ,晶体缺陷也可以显示衬度晶体缺陷也可以显示衬度( (2 2的整数倍的整数倍) )33电子显微镜电子显微镜 电镜显微图象解释优秀电镜显微图象解释优秀衍衬运动学理论的不足衍衬运动学理论在定量上是不可靠的，定性解释上也有局限性(因为我们所有结论都是从理想的假设出发得到的，和实际有所差别）。另外电子衍射强度往往可以产生二次衍射效应以及透射线与衍射线之间的相互作用，还有由于吸收出现的反常衬度效应等衍衬像的细节等，都是衍衬运动学无法处理的。34电子显微镜电子显微镜 电镜显微图象解释优秀电镜显微图象解释优秀
