材料分析方法-第十章課件

1、第十章第十章 電子衍射電子衍射Transmission electron microscope第一節(jié) 概述第二節(jié) 電子衍射原理第三節(jié)電子顯微鏡中的電子衍射第四節(jié) 電子衍射花樣的標(biāo)定第五節(jié) 復(fù)雜電子衍射花樣第一節(jié) 概述電子衍射（電子衍射（Electron DiffractionElectron Diffraction，EDED）的發(fā)現(xiàn)）的發(fā)現(xiàn)美國(guó)美國(guó)戴維森戴維森（1881-19581881-1958）英國(guó)英國(guó)G.P.G.P.湯姆生湯姆生（1892-19751892-1975）戴維森戴維森EDED實(shí)驗(yàn)裝置原理圖實(shí)驗(yàn)裝置原理圖湯姆生的湯姆生的EDED實(shí)驗(yàn)原理圖實(shí)驗(yàn)原理圖電鏡中的電子衍射電鏡中的電子衍

2、射, ,其衍射幾何與其衍射幾何與X X射線完全相同射線完全相同, ,都遵循布拉格方程所規(guī)定的衍射條件和幾何關(guān)系。都遵循布拉格方程所規(guī)定的衍射條件和幾何關(guān)系。因此因此, ,許多問(wèn)題可用與許多問(wèn)題可用與X X射線衍射相類似的方法處理射線衍射相類似的方法處理。2sindLL1AABBdM1M2PQMN1NN2透射電子顯透射電子顯微鏡的主要微鏡的主要特點(diǎn)是可以特點(diǎn)是可以進(jìn)行進(jìn)行組織形組織形貌貌與與晶體結(jié)晶體結(jié)構(gòu)構(gòu)同位分析同位分析。圖圖10-1 常見(jiàn)的電子衍射花樣常見(jiàn)的電子衍射花樣a) 單晶體單晶體 b) 多晶體多晶體 c) 準(zhǔn)晶體準(zhǔn)晶體 d) 非晶體非晶體電子衍射與電子衍射與X X射線衍射相比的優(yōu)點(diǎn)射

3、線衍射相比的優(yōu)點(diǎn)電子衍射能在同一試樣上將電子衍射能在同一試樣上將形貌觀察與結(jié)構(gòu)分析結(jié)形貌觀察與結(jié)構(gòu)分析結(jié)合合起來(lái)。起來(lái)。電子電子波長(zhǎng)短波長(zhǎng)短，單晶的電子衍射花樣婉如晶體的倒易，單晶的電子衍射花樣婉如晶體的倒易點(diǎn)陣的一個(gè)二維截面在底片上放大投影，從底片上的點(diǎn)陣的一個(gè)二維截面在底片上放大投影，從底片上的電子衍射花樣可以直觀地辨認(rèn)出一些晶體的結(jié)構(gòu)和有電子衍射花樣可以直觀地辨認(rèn)出一些晶體的結(jié)構(gòu)和有關(guān)取向關(guān)系，使晶體結(jié)構(gòu)的研究比關(guān)取向關(guān)系，使晶體結(jié)構(gòu)的研究比X X射線射線簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單。物質(zhì)對(duì)電子散射主要是核散射，因此物質(zhì)對(duì)電子散射主要是核散射，因此散射強(qiáng)散射強(qiáng)，約為，約為X X射線一萬(wàn)倍，射線一萬(wàn)倍，曝光時(shí)

4、間短曝光時(shí)間短。電子衍射強(qiáng)度有時(shí)幾乎與透射束相當(dāng)，以致兩者電子衍射強(qiáng)度有時(shí)幾乎與透射束相當(dāng)，以致兩者產(chǎn)生交互作用，使電子衍射花樣，特別是強(qiáng)度分析產(chǎn)生交互作用，使電子衍射花樣，特別是強(qiáng)度分析變得復(fù)雜變得復(fù)雜，不能象，不能象X X射線那樣從測(cè)量衍射強(qiáng)度來(lái)廣射線那樣從測(cè)量衍射強(qiáng)度來(lái)廣泛的測(cè)定結(jié)構(gòu)。泛的測(cè)定結(jié)構(gòu)。散射強(qiáng)度高導(dǎo)致電子透射能力有限，要求試樣薄，散射強(qiáng)度高導(dǎo)致電子透射能力有限，要求試樣薄，這就使試樣這就使試樣制備制備工作較工作較X X射線射線復(fù)雜復(fù)雜；在在精度精度方面也遠(yuǎn)比方面也遠(yuǎn)比X X射線射線低低。一、一、Bragg定律定律 2dsin=n, 2dHKLsin= , 選擇反射，是產(chǎn)是產(chǎn)生

5、衍射的必要條件，但不充分。生衍射的必要條件，但不充分。 sin/2d1， 2d對(duì)于給定晶體，只有當(dāng)對(duì)于給定晶體，只有當(dāng)足夠短，才能產(chǎn)生衍射。足夠短，才能產(chǎn)生衍射。100-200kV： 10-3nm， d10-1nm sin/2dHKL10-2 10-2rad1o第二節(jié) 電子衍射的原理（一）倒易點(diǎn)陣的概念（一）倒易點(diǎn)陣的概念設(shè)正點(diǎn)陣的原點(diǎn)為設(shè)正點(diǎn)陣的原點(diǎn)為0 0，基矢為，基矢為a a、b b、c c倒易點(diǎn)陣的原點(diǎn)為倒易點(diǎn)陣的原點(diǎn)為0 0，基矢為，基矢為a a、b b、c c則有：則有： 式中式中:V:V為點(diǎn)陣中的單胞體積。為點(diǎn)陣中的單胞體積。二、倒易點(diǎn)陣與愛(ài)瓦爾德球圖解法二、倒易點(diǎn)陣與愛(ài)瓦爾德球

6、圖解法某一倒易基矢垂直于正點(diǎn)陣中和自己異名的二某一倒易基矢垂直于正點(diǎn)陣中和自己異名的二基矢所成平面。基矢所成平面。VVVbacacbcba,)()()(bacbcbcbaV在倒易點(diǎn)陣中，由原點(diǎn)在倒易點(diǎn)陣中，由原點(diǎn)o o*指向任意坐標(biāo)為指向任意坐標(biāo)為hklhkl的陣點(diǎn)的陣點(diǎn)的矢量的矢量g ghklhkl為：為：正點(diǎn)陣基矢與倒易點(diǎn)陣基矢之間的關(guān)系：正點(diǎn)陣基矢與倒易點(diǎn)陣基矢之間的關(guān)系： 正倒點(diǎn)陣異名基矢點(diǎn)乘為正倒點(diǎn)陣異名基矢點(diǎn)乘為0 0，同名基矢點(diǎn)乘為，同名基矢點(diǎn)乘為1 1。倒易矢量倒易矢量ghkl垂直于正點(diǎn)陣垂直于正點(diǎn)陣中相應(yīng)（中相應(yīng)（hklhkl）晶面，或平行）晶面，或平行于它的法向于它的法向N

7、hkl。倒易點(diǎn)陣中的倒易點(diǎn)陣中的一個(gè)點(diǎn)一個(gè)點(diǎn)代表代表正點(diǎn)陣中的正點(diǎn)陣中的一組晶面一組晶面。圖圖10-3 正、倒點(diǎn)陣的幾何對(duì)應(yīng)關(guān)系正、倒點(diǎn)陣的幾何對(duì)應(yīng)關(guān)系cbaglkhhkl0bcaccbabcaba1ccbbaa在倒易矢量的長(zhǎng)度等于正點(diǎn)陣中相應(yīng)晶面間距的倒數(shù)，在倒易矢量的長(zhǎng)度等于正點(diǎn)陣中相應(yīng)晶面間距的倒數(shù)，即：即：對(duì)正交點(diǎn)陣有：對(duì)正交點(diǎn)陣有：只有在立方點(diǎn)陣中，晶面法向和只有在立方點(diǎn)陣中，晶面法向和同指數(shù)的晶向是重合（平行的），同指數(shù)的晶向是重合（平行的），即：即： g ghklhkl hklhkl ccbbaa1,1,1,/,/,/ccbbaahklhklhkldghkl1),(g（二）愛(ài)瓦爾

8、德（二）愛(ài)瓦爾德（EwaldEwald）球圖解法）球圖解法愛(ài)瓦爾德球圖解法實(shí)際是布拉格定律的幾何表達(dá)形式。愛(ài)瓦爾德球圖解法實(shí)際是布拉格定律的幾何表達(dá)形式。O*(000)1、畫(huà)出衍射晶體的倒易點(diǎn)陣2、以O(shè)*為端點(diǎn)做入射波矢量k （k=1/ ）3、以O(shè)為中心，1/為半作一個(gè)球，讓O*于球面上。OGk4、則相應(yīng)的晶面組（hkl）與入射束的方向必滿足布拉格條件。EwaldEwald圖解法的應(yīng)用圖解法的應(yīng)用幫助幫助確定哪些晶面參與衍射確定哪些晶面參與衍射具體作圖步驟：具體作圖步驟：對(duì)于單晶，先畫(huà)出倒易點(diǎn)陣對(duì)于單晶，先畫(huà)出倒易點(diǎn)陣確定原點(diǎn)位置確定原點(diǎn)位置O O；以倒易點(diǎn)陣原點(diǎn)為起點(diǎn)，沿以倒易點(diǎn)陣原點(diǎn)為起點(diǎn)

9、，沿入射線的反方向前進(jìn)入射線的反方向前進(jìn)1/1/ 距離，距離，找到找到EwaldEwald球的球心球的球心O O1 1（晶體的（晶體的位置）；位置）；以以1/1/ 為半徑作球，得到為半徑作球，得到EwaldEwald球。所有落在球。所有落在EwaldEwald球的球的倒倒易點(diǎn)對(duì)應(yīng)的晶面組均可參與衍射易點(diǎn)對(duì)應(yīng)的晶面組均可參與衍射。（二）愛(ài)瓦爾德（二）愛(ài)瓦爾德（EwaldEwald）球圖解法）球圖解法入射束入射束晶體晶體O1O1/EwaldEwald圖解法的應(yīng)用圖解法的應(yīng)用幫助確定哪些晶面參與衍射幫助確定哪些晶面參與衍射（二）愛(ài)瓦爾德（二）愛(ài)瓦爾德（EwaldEwald）球圖解法）球圖解法對(duì)于多晶

10、體，由于倒易點(diǎn)在空間中連接為倒易球面，只要對(duì)于多晶體，由于倒易點(diǎn)在空間中連接為倒易球面，只要與與EwaldEwald球相交的倒易球面均可參與衍射。球相交的倒易球面均可參與衍射。在正點(diǎn)陣中，與某一晶向在正點(diǎn)陣中，與某一晶向uvwuvw平行的所有晶面（平行的所有晶面（hklhkl）屬于同一）屬于同一晶帶，稱為晶帶，稱為uvwuvw晶帶晶帶，該晶向，該晶向uvwuvw稱為此晶帶的稱為此晶帶的晶帶軸晶帶軸。晶帶定理：晶帶定理：hu+kv+lw=0hu+kv+lw=0三、晶帶定律與零層倒易截面三、晶帶定律與零層倒易截面u如圖所示，取某點(diǎn)如圖所示，取某點(diǎn)O O* *為倒易原點(diǎn)，則為倒易原點(diǎn)，則該晶帶所有晶

11、面對(duì)應(yīng)的倒易矢（倒易點(diǎn)該晶帶所有晶面對(duì)應(yīng)的倒易矢（倒易點(diǎn)）將處于同一倒易平面中，這個(gè)倒易平）將處于同一倒易平面中，這個(gè)倒易平面與面與Z Z垂直。垂直。u由正、倒空間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，與由正、倒空間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，與Z Z垂直垂直的倒易面為的倒易面為（uvw）*,即即 uvw(uvw)*u由同晶帶的晶面構(gòu)成的倒易面就可以由同晶帶的晶面構(gòu)成的倒易面就可以用用（uvw）*表示，且因?yàn)楸硎荆乙驗(yàn)檫^(guò)原點(diǎn)過(guò)原點(diǎn)O*，則稱為，則稱為0 0層倒易截面層倒易截面（uvw）*。圖圖10-5 晶帶與零層倒易面晶帶與零層倒易面(uvw)*0uvw(h1k1l1)(h1k1l1)(h2k2l2)(h2k2l2)(h3k3l3)

12、(h3k3l3)000g3g2g1晶帶定理：晶帶定理：hu+kv+lw=0hu+kv+lw=0已知某晶帶中任意兩個(gè)晶面已知某晶帶中任意兩個(gè)晶面(h(h1 1k k1 1l l1 1) )和和(h(h2 2k k2 2l l2 2) )，則可通過(guò)下，則可通過(guò)下式求出該晶帶的晶帶軸方向式求出該晶帶的晶帶軸方向uvwuvw：三、晶帶定律與零層倒易截面三、晶帶定律與零層倒易截面 u=k1l2k2l1 v= l1h2l2h1w=h1k2h2k1例：立方晶胞以例：立方晶胞以001001作晶帶軸時(shí)作晶帶軸時(shí)，（，（100100）、（）、（010010）、（）、（110110）和）和（210210）等晶面均和

13、）等晶面均和001001平行，平行，相應(yīng)的零層倒易截面如圖所示。相應(yīng)的零層倒易截面如圖所示。三、晶帶定律與零層倒易截面三、晶帶定律與零層倒易截面標(biāo)準(zhǔn)電子衍射花樣是標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)電子衍射花樣是標(biāo)準(zhǔn)零層倒易截面零層倒易截面的比例圖像，倒易陣的比例圖像，倒易陣點(diǎn)的指數(shù)就是衍射斑點(diǎn)的指數(shù)。點(diǎn)的指數(shù)就是衍射斑點(diǎn)的指數(shù)。相對(duì)于某一特定晶帶軸相對(duì)于某一特定晶帶軸uvw的零層倒易面內(nèi)各倒易陣點(diǎn)的零層倒易面內(nèi)各倒易陣點(diǎn)的的指數(shù)受兩個(gè)條件的約束：的的指數(shù)受兩個(gè)條件的約束：各倒易陣點(diǎn)和晶帶軸指數(shù)滿足各倒易陣點(diǎn)和晶帶軸指數(shù)滿足晶帶定理晶帶定理：hu+kv+lw=0hu+kv+lw=0只有只有不產(chǎn)生消光不產(chǎn)生消光的晶面才能在

14、零層倒易面上出現(xiàn)倒易點(diǎn)陣。的晶面才能在零層倒易面上出現(xiàn)倒易點(diǎn)陣。三、晶帶定理與零層倒易面三、晶帶定理與零層倒易面 圖圖10-7是體心立方晶體的是體心立方晶體的2個(gè)零層倒易面。個(gè)零層倒易面。 (001)*0倒易面倒易面上的陣點(diǎn)排列成正方形，而上的陣點(diǎn)排列成正方形，而 (011)*0上上 的陣點(diǎn)排列成矩形，說(shuō)的陣點(diǎn)排列成矩形，說(shuō)明利用衍射斑點(diǎn)排列的圖形可確定晶體的取向明利用衍射斑點(diǎn)排列的圖形可確定晶體的取向圖圖10-7 體心立方晶體的零層倒易面體心立方晶體的零層倒易面 a) (001)*0 ，b) (011)*0電子衍射花樣形成示意圖電子衍射花樣形成示意圖所有參與衍射晶面的衍所有參與衍射晶面的衍射

15、斑點(diǎn)構(gòu)成了一張電子衍射斑點(diǎn)構(gòu)成了一張電子衍射花樣。射花樣。四、電子衍射花樣的形成四、電子衍射花樣的形成電子衍射花樣實(shí)電子衍射花樣實(shí)際上是際上是晶體的倒晶體的倒易點(diǎn)陣與衍射球易點(diǎn)陣與衍射球面相截面相截部分在熒部分在熒光屏上的投影。光屏上的投影。電子衍射圖取決電子衍射圖取決于倒易陣點(diǎn)相對(duì)于倒易陣點(diǎn)相對(duì)于衍射球面的分于衍射球面的分布情況。布情況。12oo G R試樣入射束倒易點(diǎn)陣底板EwaldEwald球球G1/dL各種結(jié)構(gòu)的衍射花樣各種結(jié)構(gòu)的衍射花樣1 1） 單晶體的衍射花樣單晶體的衍射花樣 不同入射方向的不同入射方向的C CZrOZrO2 2衍射斑點(diǎn)衍射斑點(diǎn) (a)111; (b)011; (c

16、) 001; (d) 112規(guī)則的二維網(wǎng)格形狀規(guī)則的二維網(wǎng)格形狀單晶電子衍射成像原理單晶電子衍射成像原理2 2）多晶材料的電子衍射）多晶材料的電子衍射 NiFeNiFe多晶納米薄膜的電子衍射多晶納米薄膜的電子衍射（a a）晶粒細(xì)小的薄膜晶粒細(xì)小的薄膜 ；（b b）晶粒較大的薄膜。）晶粒較大的薄膜。各種結(jié)構(gòu)的衍射花樣各種結(jié)構(gòu)的衍射花樣a同心圓弧線或衍射斑點(diǎn)同心圓弧線或衍射斑點(diǎn)多晶電子衍射成像原理多晶電子衍射成像原理3 3）非晶態(tài)物質(zhì)衍射）非晶態(tài)物質(zhì)衍射 典型的非晶衍射花樣典型的非晶衍射花樣各種結(jié)構(gòu)的衍射花樣各種結(jié)構(gòu)的衍射花樣一個(gè)或兩個(gè)非常彌散的一個(gè)或兩個(gè)非常彌散的衍射環(huán)衍射環(huán)電子衍射花樣形成示意

17、圖電子衍射花樣形成示意圖五、電子衍射花樣的基本公式五、電子衍射花樣的基本公式12oo G R試樣入射束倒易點(diǎn)陣底板EwaldEwald球球G1/dL由于電子束波長(zhǎng)很短，衍射球的半徑由于電子束波長(zhǎng)很短，衍射球的半徑很大，在倒易點(diǎn)陣原點(diǎn)很大，在倒易點(diǎn)陣原點(diǎn)O O附近，衍射球附近，衍射球面非常接近平面面非常接近平面 。在恒定的實(shí)驗(yàn)條件下在恒定的實(shí)驗(yàn)條件下，L 是一個(gè)常是一個(gè)常數(shù)，稱為衍射常數(shù)。數(shù)，稱為衍射常數(shù)。 GOOGOOOORdL/1/1LRd OOO*(000)OGk入射束倒易點(diǎn)陣EwaldEwald球球試樣12oo G R試樣入射束倒易點(diǎn)陣底板EwaldEwald球球G1/dLOO GOOG

18、OOOORdL/1/1LgdLR1K Kg gR R 單晶花樣中的斑點(diǎn)可以直接看成是相應(yīng)衍射晶面的倒易點(diǎn)陣。單晶花樣中的斑點(diǎn)可以直接看成是相應(yīng)衍射晶面的倒易點(diǎn)陣。第三節(jié) 電子顯微鏡中的電子衍射一一 、有效相機(jī)常數(shù)、有效相機(jī)常數(shù)設(shè)：物鏡焦距設(shè)：物鏡焦距f0，副焦點(diǎn)，副焦點(diǎn)A與主與主焦點(diǎn)焦點(diǎn)B間的距離為間的距離為r；中間鏡放大倍數(shù)為中間鏡放大倍數(shù)為M M1 1；投影鏡放大倍數(shù)為投影鏡放大倍數(shù)為M MP P；經(jīng)放大后，有經(jīng)放大后，有物鏡中心至熒光屏距離物鏡中心至熒光屏距離 L= f0 MI MP熒光屏上中心斑至衍射斑距離熒光屏上中心斑至衍射斑距離 R= r MI MPOABOAB ：LRd 其中：其

19、中：第三節(jié) 電子顯微鏡中的電子衍射一一 、有效相機(jī)常數(shù)、有效相機(jī)常數(shù)其中：其中：寫(xiě)成矢量形式：寫(xiě)成矢量形式：L稱為有效相機(jī)長(zhǎng)度；稱為有效相機(jī)長(zhǎng)度；K 有效相機(jī)常數(shù)。有效相機(jī)常數(shù)。目前的電鏡，相機(jī)長(zhǎng)度和放大倍目前的電鏡，相機(jī)長(zhǎng)度和放大倍數(shù)隨透鏡激磁電流的變化數(shù)隨透鏡激磁電流的變化自動(dòng)顯自動(dòng)顯示示在曝光底片邊緣。在曝光底片邊緣。 PIMMfL0第三節(jié) 電子顯微鏡中的電子衍射二、選區(qū)電子衍射二、選區(qū)電子衍射選區(qū)電子衍射選區(qū)電子衍射: :指在物鏡像平指在物鏡像平面上插入面上插入選區(qū)光闌套取感興趣選區(qū)光闌套取感興趣的區(qū)域的區(qū)域進(jìn)行衍射分析的方法。進(jìn)行衍射分析的方法。為了保證減少選區(qū)誤差，必須為了保證減少

20、選區(qū)誤差，必須使使物鏡像平面物鏡像平面、選區(qū)光闌選區(qū)光闌、中中間鏡物平面間鏡物平面嚴(yán)格嚴(yán)格共面共面（圖像和（圖像和光闌孔邊緣都清晰聚焦）。否光闌孔邊緣都清晰聚焦）。否則所選區(qū)域發(fā)生偏差，而使衍則所選區(qū)域發(fā)生偏差，而使衍射斑點(diǎn)不能和圖像一一對(duì)應(yīng)。射斑點(diǎn)不能和圖像一一對(duì)應(yīng)。選區(qū)電子衍射原理圖選區(qū)電子衍射原理圖第三節(jié) 電子顯微鏡中的電子衍射二二 、選區(qū)電子衍射、選區(qū)電子衍射由于選區(qū)衍射所選的區(qū)域很小，因此，能在晶粒十分細(xì)小的多由于選區(qū)衍射所選的區(qū)域很小，因此，能在晶粒十分細(xì)小的多晶體樣品中選取晶體樣品中選取單個(gè)晶粒單個(gè)晶粒進(jìn)行分析，從而為研究材料進(jìn)行分析，從而為研究材料單晶體結(jié)單晶體結(jié)構(gòu)構(gòu)提供有利的

21、條件。提供有利的條件。ZrO2-CeO2 陶瓷選區(qū)衍射結(jié)果陶瓷選區(qū)衍射結(jié)果基體與條狀新相共同參與衍射基體與條狀新相共同參與衍射的結(jié)果的結(jié)果只有基體衍射的結(jié)果只有基體衍射的結(jié)果第三節(jié) 電子顯微鏡中的電子衍射二二 、選區(qū)電子衍射、選區(qū)電子衍射由于選區(qū)衍由于選區(qū)衍射所選的區(qū)射所選的區(qū)域很小，因域很小，因此，能在晶此，能在晶粒十分細(xì)小粒十分細(xì)小的多晶體樣的多晶體樣品中選取單品中選取單個(gè)晶粒進(jìn)行個(gè)晶粒進(jìn)行分析，從而分析，從而為研究材料為研究材料單晶體結(jié)構(gòu)單晶體結(jié)構(gòu)提供有利得提供有利得條件。條件。選區(qū)ED花樣NiAlNiAl多層模的組織形貌（多層模的組織形貌（a a），大范圍衍射花樣），大范圍衍射花樣(b

22、)(b)，單個(gè)晶粒，單個(gè)晶粒的選區(qū)衍射的選區(qū)衍射(c)(c)第三節(jié) 電子顯微鏡中的電子衍射三、磁轉(zhuǎn)角三、磁轉(zhuǎn)角（1 1）定義：電子束在鏡筒中是按螺旋線軌跡前）定義：電子束在鏡筒中是按螺旋線軌跡前進(jìn)，衍射斑點(diǎn)（后焦面）到物鏡像平面之間有進(jìn)，衍射斑點(diǎn)（后焦面）到物鏡像平面之間有一段距離，則電子通過(guò)這段距離時(shí)會(huì)轉(zhuǎn)過(guò)一定一段距離，則電子通過(guò)這段距離時(shí)會(huì)轉(zhuǎn)過(guò)一定的的角度角度。若以樣品為基準(zhǔn)：若以樣品為基準(zhǔn)：設(shè)圖像相對(duì)于樣品的磁轉(zhuǎn)角為設(shè)圖像相對(duì)于樣品的磁轉(zhuǎn)角為i，衍射斑相對(duì)于樣品的磁轉(zhuǎn)角為衍射斑相對(duì)于樣品的磁轉(zhuǎn)角為d，則斑點(diǎn)相對(duì)于圖像的磁轉(zhuǎn)角為則斑點(diǎn)相對(duì)于圖像的磁轉(zhuǎn)角為 = i - d 第三節(jié) 電子顯微鏡

23、中的電子衍射三、磁轉(zhuǎn)角三、磁轉(zhuǎn)角（2 2） 磁轉(zhuǎn)角標(biāo)定磁轉(zhuǎn)角標(biāo)定可以用可以用MoOMoO3 3晶體晶體來(lái)對(duì)磁轉(zhuǎn)角進(jìn)行標(biāo)定。來(lái)對(duì)磁轉(zhuǎn)角進(jìn)行標(biāo)定。通過(guò)用一張底片進(jìn)行雙重曝光法拍攝通過(guò)用一張底片進(jìn)行雙重曝光法拍攝MoOMoO3 3晶體（薄片單晶）和晶體（薄片單晶）和其衍射花樣圖來(lái)測(cè)定。其衍射花樣圖來(lái)測(cè)定。MoOMoO3 3晶體結(jié)構(gòu)與點(diǎn)陣參數(shù)正交晶體，外形為六角形薄片梭子狀晶體結(jié)構(gòu)與點(diǎn)陣參數(shù)正交晶體，外形為六角形薄片梭子狀，010010方向很薄，梭子晶體的長(zhǎng)邊總是方向很薄，梭子晶體的長(zhǎng)邊總是001001方向。方向。 a=0.3966nm,b=1.3848nm,c=0.3696nm當(dāng)用蒸發(fā)法沉積在支撐膜

24、上的當(dāng)用蒸發(fā)法沉積在支撐膜上的MoOMoO3 3晶體，晶體，010010方向總是接近方向總是接近和入射電子束重合，當(dāng)樣品臺(tái)保和入射電子束重合，當(dāng)樣品臺(tái)保持水平時(shí)，得到電子衍射花樣的持水平時(shí)，得到電子衍射花樣的特征平行四邊形為矩形，如圖所特征平行四邊形為矩形，如圖所示。示。第三節(jié) 電子顯微鏡中的電子衍射三、磁轉(zhuǎn)角三、磁轉(zhuǎn)角（2 2） 磁轉(zhuǎn)角標(biāo)定磁轉(zhuǎn)角標(biāo)定當(dāng)用蒸發(fā)法沉積在支撐膜上的當(dāng)用蒸發(fā)法沉積在支撐膜上的MoOMoO3 3晶體，晶體，010010方向總是接近方向總是接近和入射電子束重合，當(dāng)樣品臺(tái)保持水平時(shí)，得到電子衍射花樣和入射電子束重合，當(dāng)樣品臺(tái)保持水平時(shí)，得到電子衍射花樣的特征平行四邊形為矩

25、形，如圖所示。的特征平行四邊形為矩形，如圖所示。六角形晶體的長(zhǎng)邊六角形晶體的長(zhǎng)邊總是總是001001方向，方向，g g是衍射花樣上的是衍射花樣上的001001方向，兩者之方向，兩者之間的夾角就是間的夾角就是磁轉(zhuǎn)磁轉(zhuǎn)角角，表示圖像相對(duì)，表示圖像相對(duì)于衍射花樣轉(zhuǎn)過(guò)的于衍射花樣轉(zhuǎn)過(guò)的角度。角度。目前的電鏡裝有磁轉(zhuǎn)角目前的電鏡裝有磁轉(zhuǎn)角自動(dòng)補(bǔ)正裝置自動(dòng)補(bǔ)正裝置，從而使操作和結(jié)，從而使操作和結(jié)果分析簡(jiǎn)化。果分析簡(jiǎn)化。調(diào)整中間鏡電流使選區(qū)光闌邊緣的像在熒光屏上非常清晰，調(diào)整中間鏡電流使選區(qū)光闌邊緣的像在熒光屏上非常清晰，這就使這就使中間鏡的物面與選區(qū)光闌的平面相重中間鏡的物面與選區(qū)光闌的平面相重； 調(diào)整物

26、鏡電流使試樣在熒光屏上呈現(xiàn)清晰像，這就使調(diào)整物鏡電流使試樣在熒光屏上呈現(xiàn)清晰像，這就使物鏡的物鏡的像平面與選區(qū)光闌及中間鏡的物面相重像平面與選區(qū)光闌及中間鏡的物面相重； 抽出物鏡光闌，減弱中間鏡（用于衍射的）電流，使其抽出物鏡光闌，減弱中間鏡（用于衍射的）電流，使其物面物面與物鏡后焦面相重與物鏡后焦面相重，在熒光屏上獲得衍射譜的放大像；在現(xiàn)，在熒光屏上獲得衍射譜的放大像；在現(xiàn)代電鏡中，只要轉(zhuǎn)換倒衍射模式，并調(diào)節(jié)衍射鏡電流使中心代電鏡中，只要轉(zhuǎn)換倒衍射模式，并調(diào)節(jié)衍射鏡電流使中心斑調(diào)整到最小最圓；斑調(diào)整到最小最圓；減弱聚光鏡電流以降低入射束孔徑角，得到盡可能減弱聚光鏡電流以降低入射束孔徑角，得到

27、盡可能趨近于平趨近于平行的電子束行的電子束，使衍射斑盡量明銳。，使衍射斑盡量明銳。 第三節(jié) 電子顯微鏡中的電子衍射三、磁轉(zhuǎn)角三、磁轉(zhuǎn)角（3 3）準(zhǔn)確獲得選區(qū)電子衍射花樣的操作步驟：）準(zhǔn)確獲得選區(qū)電子衍射花樣的操作步驟：l花樣特征：花樣特征：規(guī)則排列的衍射斑點(diǎn)。它是過(guò)倒易點(diǎn)陣規(guī)則排列的衍射斑點(diǎn)。它是過(guò)倒易點(diǎn)陣原點(diǎn)的一個(gè)二維倒易面的放大像。原點(diǎn)的一個(gè)二維倒易面的放大像。R RKgKgl任務(wù)任務(wù)：在于確定花樣中：在于確定花樣中斑點(diǎn)的指數(shù)斑點(diǎn)的指數(shù)及其及其晶帶軸方向晶帶軸方向 UVWUVW，并確定樣品的點(diǎn)陣類型和位向。，并確定樣品的點(diǎn)陣類型和位向。l電子衍射譜的標(biāo)定主要有以下幾種情況：電子衍射譜的標(biāo)定

28、主要有以下幾種情況： 晶體結(jié)構(gòu)已知，確定晶面取向；晶體結(jié)構(gòu)已知，確定晶面取向； 晶體結(jié)構(gòu)未知，進(jìn)行物相鑒定；晶體結(jié)構(gòu)未知，進(jìn)行物相鑒定； l方法方法：嘗試校核法、：嘗試校核法、R R2 2比值法、標(biāo)準(zhǔn)花樣對(duì)照法比值法、標(biāo)準(zhǔn)花樣對(duì)照法第四節(jié) 單晶體電子衍射花樣標(biāo)定一、晶體結(jié)構(gòu)已知一、晶體結(jié)構(gòu)已知 （1 1）嘗試校核法）嘗試校核法第四節(jié) 單晶體電子衍射花樣標(biāo)定1)1) 測(cè)量靠近中心斑點(diǎn)的幾個(gè)衍射斑點(diǎn)至中心斑點(diǎn)測(cè)量靠近中心斑點(diǎn)的幾個(gè)衍射斑點(diǎn)至中心斑點(diǎn)距離距離R R1 1，R R2 2，R R3 3，R R4 4 （見(jiàn)圖）（見(jiàn)圖）2)2) 根據(jù)衍射基本公式根據(jù)衍射基本公式求出相應(yīng)的晶面間距求出相應(yīng)的晶

29、面間距d1，d2，d3，d4 一、晶體結(jié)構(gòu)已知一、晶體結(jié)構(gòu)已知 （1 1）嘗試校核法）嘗試校核法第四節(jié) 單晶體電子衍射花樣標(biāo)定4)4) 測(cè)定各衍射斑點(diǎn)之間的夾角。測(cè)定各衍射斑點(diǎn)之間的夾角。5)5) 決定離開(kāi)中心斑點(diǎn)最近衍射斑點(diǎn)的指數(shù)。決定離開(kāi)中心斑點(diǎn)最近衍射斑點(diǎn)的指數(shù)。 若若R R1 1最短，則相應(yīng)斑點(diǎn)的指數(shù)應(yīng)為最短，則相應(yīng)斑點(diǎn)的指數(shù)應(yīng)為hh1 1k k1 1l l1 1 面族中的一個(gè)。對(duì)于面族中的一個(gè)。對(duì)于h h、k k、l l三個(gè)指數(shù)中有三個(gè)指數(shù)中有兩個(gè)相等的晶面族（例如兩個(gè)相等的晶面族（例如112112），就有），就有2424種標(biāo)法；兩個(gè)指數(shù)相等、另一指數(shù)為種標(biāo)法；兩個(gè)指數(shù)相等、另一指數(shù)

30、為0 0的晶的晶面族（例如面族（例如110110）有）有1212種標(biāo)法；三個(gè)指數(shù)種標(biāo)法；三個(gè)指數(shù)相等的晶面族（如相等的晶面族（如111111）有）有8 8種標(biāo)法；兩種標(biāo)法；兩個(gè)指數(shù)為個(gè)指數(shù)為0 0的晶面族有的晶面族有6 6種標(biāo)法，因此，第種標(biāo)法，因此，第一個(gè)指數(shù)可以是等價(jià)晶面中的任意一個(gè)。一個(gè)指數(shù)可以是等價(jià)晶面中的任意一個(gè)。 3)3) 因?yàn)榫w結(jié)構(gòu)是已知的，某一因?yàn)榫w結(jié)構(gòu)是已知的，某一d d值即為該晶體某一晶面族的晶面間距，故可根值即為該晶體某一晶面族的晶面間距，故可根據(jù)據(jù)d d值定出相應(yīng)的晶面族指數(shù)值定出相應(yīng)的晶面族指數(shù)hklhkl，即由，即由d d1 1查出查出hh1 1k k1 1l

31、l1 1 ，由，由d d2 2查出查出hh2 2k k2 2l l2 2 ，依，依次類推。次類推。一、晶體結(jié)構(gòu)已知一、晶體結(jié)構(gòu)已知 （1 1）嘗試校核法）嘗試校核法6)6) 決定第二個(gè)斑點(diǎn)的指數(shù)。決定第二個(gè)斑點(diǎn)的指數(shù)。第二個(gè)斑點(diǎn)的指數(shù)不能任選，因?yàn)樗偷诘诙€(gè)斑點(diǎn)的指數(shù)不能任選，因?yàn)樗偷? 1個(gè)斑點(diǎn)之間的夾角必須符合夾角公式。個(gè)斑點(diǎn)之間的夾角必須符合夾角公式。對(duì)立方晶系而言，夾角公式為對(duì)立方晶系而言，夾角公式為7)7) 決定了兩個(gè)斑點(diǎn)后，其它斑點(diǎn)可以根據(jù)決定了兩個(gè)斑點(diǎn)后，其它斑點(diǎn)可以根據(jù)矢量運(yùn)算求得矢量運(yùn)算求得即 h3 = h1 + h2 k3 = k1 + k2 L3 = L1 + L2一

32、、晶體結(jié)構(gòu)已知一、晶體結(jié)構(gòu)已知 （1 1）嘗試校核法）嘗試校核法第四節(jié) 單晶體電子衍射花樣標(biāo)定8)8) 根據(jù)晶帶定律求零層倒易截面的法線方向，即根據(jù)晶帶定律求零層倒易截面的法線方向，即晶帶軸的指數(shù)晶帶軸的指數(shù)uvwuvw u=k1l2k2l1 v= l1h2l2h1w=h1k2h2k1晶帶定理：晶帶定理：hu+kv+lw=0hu+kv+lw=0一、晶體結(jié)構(gòu)已知一、晶體結(jié)構(gòu)已知 （2 2）R R2 2比值法比值法第四節(jié) 單晶體電子衍射花樣標(biāo)定由電子衍射基本公式：由電子衍射基本公式：其中：其中：同一物相，同一衍射花樣而言，同一物相，同一衍射花樣而言，k k2 2/a/a2 2 為常數(shù)。為常數(shù)。R1

33、2：R22 ：R32：Rn2=N1：N2：N3：Nn 對(duì)立方多各類結(jié)構(gòu)根據(jù)消光條件產(chǎn)生衍射的指數(shù)對(duì)立方多各類結(jié)構(gòu)根據(jù)消光條件產(chǎn)生衍射的指數(shù)1 1）以立方晶系為例來(lái)討論電子衍射花樣的標(biāo)定）以立方晶系為例來(lái)討論電子衍射花樣的標(biāo)定一、晶體結(jié)構(gòu)已知一、晶體結(jié)構(gòu)已知 （2 2）R R2 2比值法比值法R12：R22 ：R32：Rn2=N1：N2：N3：Nn 對(duì)立方各類結(jié)構(gòu)根據(jù)消光條件產(chǎn)生衍射的指數(shù)對(duì)立方各類結(jié)構(gòu)根據(jù)消光條件產(chǎn)生衍射的指數(shù)1 1）以立方晶系為例來(lái)討論電子衍射花樣的標(biāo)定）以立方晶系為例來(lái)討論電子衍射花樣的標(biāo)定h+k+l=h+k+l=偶數(shù)偶數(shù)R12：R22 ：R32：Rn2=2：4：6：h h

34、、k k、l l為全奇或全偶：為全奇或全偶：R12：R22 ：R32：Rn2=3：4：8：一、晶體結(jié)構(gòu)已知一、晶體結(jié)構(gòu)已知 （2 2）R R2 2比值法比值法第四節(jié) 單晶體電子衍射花樣標(biāo)定其中：其中：R12：R22 ：R32：Rn2=1：2：4：5：8：9：10：13： 2 2）四方晶系）四方晶系 a=bc =90 根據(jù)消光條件：取根據(jù)消光條件：取hk0hk0類晶面族，就有類晶面族，就有一、晶體結(jié)構(gòu)已知一、晶體結(jié)構(gòu)已知 （2 2）R R2 2比值法比值法第四節(jié) 單晶體電子衍射花樣標(biāo)定其中：其中：R12：R22 ：R32：Rn2=1：3：4：7：9：12：13：16： 2 2）六方晶系）六方晶系

35、 a=bc =90 ，=120 根據(jù)消光條件：取根據(jù)消光條件：取hk0hk0類晶面族，就有類晶面族，就有立方晶系衍射晶面及其干涉指數(shù)平方和(m)第四節(jié) 單晶體電子衍射花樣標(biāo)定低碳合金鋼基體的電子衍射花樣底低碳合金鋼基體的電子衍射花樣底版負(fù)片描制圖版負(fù)片描制圖ACDB011211411004002000例：例：一、晶體結(jié)構(gòu)已知一、晶體結(jié)構(gòu)已知例例：上圖是由某低碳合金鋼薄膜樣：上圖是由某低碳合金鋼薄膜樣品的區(qū)域記錄的單晶花樣，以說(shuō)明品的區(qū)域記錄的單晶花樣，以說(shuō)明分析方法：分析方法：選選中心附近中心附近A A、B B、C C、D D四斑四斑點(diǎn)，點(diǎn)，測(cè)測(cè)得得R RA A7.1mm7.1mm，R RB

36、B10.0mm10.0mm，R RC C12.3mm12.3mm，R RD D21.5mm21.5mm，同，同時(shí)用量角器測(cè)得時(shí)用量角器測(cè)得R R之間的夾角之間的夾角分別為分別為(R(RA A, R, RB B) )90900 0, (R, (RA A, R, RC C) )55550 0, , (R(RA A, R, RD D) )71710 0, ,求求得得R R2 2比值為比值為2 2：4 4：6 6：1818，R RB B/R/RA A=1.408, R=1.408, RC C/R/RA A=1.732, =1.732, R RB B/R/RA A=3.028,=3.028,表明樣品該區(qū)

37、為表明樣品該區(qū)為體心立體心立方方點(diǎn)陣點(diǎn)陣, , A A斑斑N N為為2 2，110,110,假定假定A A為為(110)(110)。B B斑點(diǎn)斑點(diǎn)N N為為4 4，表明屬于，表明屬于200200晶面晶面族，初選（族，初選（200200），代入晶面夾角公），代入晶面夾角公式得夾角為式得夾角為45450 0（實(shí)際為（實(shí)際為90900 0），不符），不符，發(fā)現(xiàn)（，發(fā)現(xiàn)（002002）與之相符，所以）與之相符，所以B B為為（002002）。ACDB011211411004002000第四節(jié) 單晶體電子衍射花樣標(biāo)定12121 2222222111222cosh hk kl lhklhkl一、晶體結(jié)構(gòu)已

38、知一、晶體結(jié)構(gòu)已知R RC C= R= RA AR RB B，C C為為（1 11 1 2 2），N N6 6與實(shí)測(cè)與實(shí)測(cè)R R2 2比值的比值的N N一致，一致，查表或計(jì)算夾角為查表或計(jì)算夾角為54.7454.740 0, ,與與實(shí)測(cè)的實(shí)測(cè)的55550 0相相 符，符， R RE E2R2RB B,E,E為為（004004）R RD DR RA AR RE E（1 1 41 1 4），），查表或計(jì)算（查表或計(jì)算（110110）與（）與（114114）的夾角為）的夾角為70.5370.530 0, ,依此類推可依此類推可標(biāo)定其余點(diǎn)。標(biāo)定其余點(diǎn)。第四節(jié) 單晶體電子衍射花樣標(biāo)定ACDB011211

39、411004002000E一、晶體結(jié)構(gòu)已知一、晶體結(jié)構(gòu)已知二、晶體結(jié)構(gòu)未知二、晶體結(jié)構(gòu)未知第四節(jié) 單晶體電子衍射花樣標(biāo)定1)1) 測(cè)定低指數(shù)斑點(diǎn)的測(cè)定低指數(shù)斑點(diǎn)的R R值。應(yīng)在幾個(gè)不同的方位攝取衍射值。應(yīng)在幾個(gè)不同的方位攝取衍射花樣，保證能測(cè)出最前面的花樣，保證能測(cè)出最前面的8 8個(gè)個(gè)R R值。值。2)2) 根據(jù)根據(jù)R R，計(jì)算出各個(gè)對(duì)應(yīng)的，計(jì)算出各個(gè)對(duì)應(yīng)的d d值。值。3)3) 查查JCPDSJCPDS（ASTMASTM）卡片和各）卡片和各d d值都相符的物相即為待測(cè)值都相符的物相即為待測(cè)的晶體。的晶體。注意：電子衍射的精度有限，有可能出現(xiàn)幾張卡片上注意：電子衍射的精度有限，有可能出現(xiàn)幾張卡

40、片上d d值均值均和測(cè)定的和測(cè)定的d d值相近，此時(shí)，應(yīng)根據(jù)待測(cè)晶體的其它信息，例值相近，此時(shí)，應(yīng)根據(jù)待測(cè)晶體的其它信息，例如化學(xué)成分等來(lái)排除不可能出現(xiàn)的物相。如化學(xué)成分等來(lái)排除不可能出現(xiàn)的物相。 三、標(biāo)準(zhǔn)花樣對(duì)照法三、標(biāo)準(zhǔn)花樣對(duì)照法 這是熟練的電鏡工作者這是熟練的電鏡工作者簡(jiǎn)單、易行常用簡(jiǎn)單、易行常用的方法。的方法。標(biāo)準(zhǔn)花樣是指各種晶體點(diǎn)陣主要晶帶的標(biāo)準(zhǔn)花樣是指各種晶體點(diǎn)陣主要晶帶的倒易截面倒易截面，可根，可根據(jù)晶帶定律和相應(yīng)晶體點(diǎn)陣的消光規(guī)律繪制。如附錄據(jù)晶帶定律和相應(yīng)晶體點(diǎn)陣的消光規(guī)律繪制。如附錄L L。標(biāo)準(zhǔn)花樣對(duì)照法就是將實(shí)際觀察、拍攝到的標(biāo)準(zhǔn)花樣對(duì)照法就是將實(shí)際觀察、拍攝到的衍射花樣

41、直衍射花樣直接與標(biāo)準(zhǔn)花樣對(duì)照接與標(biāo)準(zhǔn)花樣對(duì)照，寫(xiě)出斑點(diǎn)的指數(shù)并確定晶帶軸的方向。，寫(xiě)出斑點(diǎn)的指數(shù)并確定晶帶軸的方向。采用標(biāo)準(zhǔn)花樣對(duì)照法可以收到采用標(biāo)準(zhǔn)花樣對(duì)照法可以收到事半功倍事半功倍的效果。的效果。l注：?jiǎn)尉Щ映霈F(xiàn)大量斑點(diǎn)的原因注：?jiǎn)尉Щ映霈F(xiàn)大量斑點(diǎn)的原因l在實(shí)際觀察單晶花樣時(shí)，可看到大在實(shí)際觀察單晶花樣時(shí)，可看到大量強(qiáng)度不等的衍射斑點(diǎn)，如果按照嚴(yán)量強(qiáng)度不等的衍射斑點(diǎn)，如果按照嚴(yán)格符合布拉格方程或格符合布拉格方程或EwaldEwald圖解才能產(chǎn)圖解才能產(chǎn)生衍射的理論，不能圓滿解釋這種現(xiàn)生衍射的理論，不能圓滿解釋這種現(xiàn)象，應(yīng)從以下四點(diǎn)來(lái)說(shuō)明：象，應(yīng)從以下四點(diǎn)來(lái)說(shuō)明：l由于實(shí)際的樣品有確定的

42、形狀和有限的尺寸，因而它們由于實(shí)際的樣品有確定的形狀和有限的尺寸，因而它們的衍射點(diǎn)在空間上沿晶體尺寸較小的方向會(huì)有擴(kuò)展，擴(kuò)展量的衍射點(diǎn)在空間上沿晶體尺寸較小的方向會(huì)有擴(kuò)展，擴(kuò)展量為該方向上空間尺寸的倒數(shù)。為該方向上空間尺寸的倒數(shù)。l電子束有一定的發(fā)散度，這相當(dāng)于倒易點(diǎn)不動(dòng)而入射電電子束有一定的發(fā)散度，這相當(dāng)于倒易點(diǎn)不動(dòng)而入射電子束在一定角度內(nèi)波動(dòng)。子束在一定角度內(nèi)波動(dòng)。l薄晶體試樣彎曲，相當(dāng)于入射電子束不動(dòng)而倒易點(diǎn)陣在薄晶體試樣彎曲，相當(dāng)于入射電子束不動(dòng)而倒易點(diǎn)陣在一定角度內(nèi)波動(dòng)。一定角度內(nèi)波動(dòng)。l注：?jiǎn)尉Щ映霈F(xiàn)大量斑點(diǎn)的原因注：?jiǎn)尉Щ映霈F(xiàn)大量斑點(diǎn)的原因l在實(shí)際觀察單晶花樣時(shí)，可看到大量在

43、實(shí)際觀察單晶花樣時(shí)，可看到大量強(qiáng)度不等的衍射斑點(diǎn)，如果按照嚴(yán)格符強(qiáng)度不等的衍射斑點(diǎn)，如果按照嚴(yán)格符合布拉格方程或合布拉格方程或EwaldEwald圖解才能產(chǎn)生衍圖解才能產(chǎn)生衍射的理論，不能圓滿解釋這種現(xiàn)象，應(yīng)射的理論，不能圓滿解釋這種現(xiàn)象，應(yīng)從以下四點(diǎn)來(lái)說(shuō)明：從以下四點(diǎn)來(lái)說(shuō)明：l當(dāng)加速電壓不穩(wěn)定，入射電子束波長(zhǎng)并不單一，當(dāng)加速電壓不穩(wěn)定，入射電子束波長(zhǎng)并不單一， EwaldEwald球面實(shí)際上具有一定的厚度，也是衍射機(jī)會(huì)增多。球面實(shí)際上具有一定的厚度，也是衍射機(jī)會(huì)增多。l所有這些都增大了與反射球面相截的可能性，因此只要被所有這些都增大了與反射球面相截的可能性，因此只要被衍射的單晶樣品足夠薄，就

44、可得到有大量衍射斑點(diǎn)的電子衍衍射的單晶樣品足夠薄，就可得到有大量衍射斑點(diǎn)的電子衍射譜。射譜。一、超點(diǎn)陣斑點(diǎn)一、超點(diǎn)陣斑點(diǎn)第五節(jié) 復(fù)雜電子衍射花樣當(dāng)晶體是由當(dāng)晶體是由兩種或者兩種以上兩種或者兩種以上的原子或者離子構(gòu)成時(shí)，的原子或者離子構(gòu)成時(shí)，對(duì)于晶體中的任何一種原子或者離子，如果它能夠?qū)τ诰w中的任何一種原子或者離子，如果它能夠隨機(jī)地隨機(jī)地占據(jù)點(diǎn)陣中的任何一個(gè)陣點(diǎn)占據(jù)點(diǎn)陣中的任何一個(gè)陣點(diǎn)，則我們稱該晶體是，則我們稱該晶體是無(wú)序無(wú)序的；的；如果晶體中如果晶體中不同的原子或者離子只能占據(jù)特定的陣點(diǎn)不同的原子或者離子只能占據(jù)特定的陣點(diǎn)，則該晶體是則該晶體是有序有序的。的。 晶體從無(wú)序相向有序相轉(zhuǎn)變以后

45、，在產(chǎn)生有序的方向會(huì)晶體從無(wú)序相向有序相轉(zhuǎn)變以后，在產(chǎn)生有序的方向會(huì)出現(xiàn)平移周期的加倍，從而引起平移群的改變。出現(xiàn)平移周期的加倍，從而引起平移群的改變。由此引發(fā)的最顯著的特點(diǎn)是在某些方向出現(xiàn)與平移對(duì)稱由此引發(fā)的最顯著的特點(diǎn)是在某些方向出現(xiàn)與平移對(duì)稱對(duì)應(yīng)的超點(diǎn)陣斑點(diǎn)。對(duì)應(yīng)的超點(diǎn)陣斑點(diǎn)。圖圖a a：無(wú)序時(shí)的晶體結(jié)構(gòu)模型；圖：無(wú)序時(shí)的晶體結(jié)構(gòu)模型；圖b b：有序時(shí)的晶體結(jié)構(gòu)模型；：有序時(shí)的晶體結(jié)構(gòu)模型；圖圖c c：與無(wú)序?qū)?yīng)的：與無(wú)序?qū)?yīng)的EDED花樣；圖花樣；圖d d：與有序?qū)?yīng)的超點(diǎn)陣：與有序?qū)?yīng)的超點(diǎn)陣EDED花樣。花樣。 第五節(jié) 復(fù)雜電子衍射花樣一、超點(diǎn)陣斑點(diǎn)一、超點(diǎn)陣斑點(diǎn)CuAuCuAu3

46、 3CsClCsCl異類原子組成的物質(zhì)異類原子組成的物質(zhì)由異類原子組成的物質(zhì)，如化合物由異類原子組成的物質(zhì)，如化合物AB屬于簡(jiǎn)單點(diǎn)陣，屬于簡(jiǎn)單點(diǎn)陣，A和和B原子原子分別占據(jù)單胞頂角和中心，兩種原子各自組成簡(jiǎn)單點(diǎn)陣，分別占據(jù)單胞頂角和中心，兩種原子各自組成簡(jiǎn)單點(diǎn)陣， 其結(jié)其結(jié)構(gòu)因數(shù)構(gòu)因數(shù) FHKL 2為為2(000)1i HKLHKLFf e 2()2222()12HKLii HKLf eff e當(dāng)當(dāng)H+K+L為偶數(shù)時(shí)，為偶數(shù)時(shí)，當(dāng)當(dāng)H+K+L為奇數(shù)時(shí)，為奇數(shù)時(shí)，12|()HKLFff-2212|()HKLFff22當(dāng)當(dāng)H+K+L為偶數(shù)時(shí)，為偶數(shù)時(shí)，當(dāng)當(dāng)H+K+L為奇數(shù)時(shí)，為奇數(shù)時(shí)，12|()HKLFff2212|()HKLFff-22可見(jiàn)，兩種原子的可見(jiàn)，兩種原子的f不同，當(dāng)不同，當(dāng)H+K+L為奇數(shù)時(shí)為奇數(shù)時(shí)，晶面衍射線的強(qiáng)度減弱，但沒(méi)有完全消失。，晶面衍射線的強(qiáng)度減弱，但沒(méi)有完