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第二篇 电子显微分析第九章 电子衍射 ◆概述 ◆电子衍射原理 ◆电子显微镜中的电子衍射 ◆单晶体衍射花样的产生及其标定 §9.1概述---电子衍射　　　 入射电子束照射到试样上,试样中满足布拉格方程的平行晶面组发出的衍射线为一平行电子束,与入射方向夹角为2θ,即试样中平行晶面发出的衍射束为一平行线,经透射镜必聚集于一点,为该平行晶面的衍射斑点.其与入射线2θ=0的透射波被物镜会于聚轴线上,于是物镜背焦面上形成样品晶体的衍射花样. 操作: 中间镜物平面与物镜焦平面重合,投影镜物平面与中间镜像平面重合放大. 用途: 晶体结构、物相分析. §9.1 概述----电子衍射花样特点 §9.1 概述---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。 §9.1 概述----与X射线衍射比较 相同:衍射原理相同,满足布拉格方程;衍射花样特点基本相同. 区别:X射线衍射对整个试样相结构、物相分析,要求每相需一定的含量,不可观察组织形貌.电子衍射为微区的相结构、物相分析,同时可观察照射区的组织形貌.其衍射半角θ10,而X射线衍射θ→900. §9.2 电子衍射原理-- Bragg定律 满足 2d sinq = n l, 2dHKL sinq =l , 选择反射， 产生衍射的必要条件，但不充分。 如 100kV, l=0.037? sinq = l/2dHKL=10-2,  q≈10-21o Kg-K0=g |g|=1/d，用g代表一个面。 §9.2 电子衍射原理---倒易点阵 正点阵基矢与倒易点阵基矢之间的关系： a·a*= b·b*= c·c*=1 a·b*= a·c*= b·a*= b·c*= c·a*= c·b*= 0 g=ha*+kb*+lb*晶体点阵和倒易点阵实际是互为倒易 §9.2 电子衍射原理--爱瓦尔德球图解法 以O*坐标末点,作入射方向平行线,线段1长度为1/λ,始点为正点阵O,以O为球心,R= 1/λ作一参考球,凡是与参考球面相交的倒易点,其代表的正点阵晶面满足布拉格方程,衍射方向为O至倒易点的位向.图中 §9.2 电子衍射原理--晶带定律与零层倒易截面 设(H1K1L1)、(H2K2L2)、(H3K3L3)是以入射方向为 晶轴的晶轴面.因晶面法线与倒易矢量平行,所 以晶面的法线垂直于晶轴,则这些法线位于同一平 面内(垂直于(uvw)平面),故晶带面的倒易平面垂 直于. 1）零层倒易截面( 过倒易原点O,垂直入射方向 的倒易平面,记 作(. 为 晶轴面的倒易阵点组成的平面. 标准零层倒易截面( 以晶带轴 的“零层倒易截面”上, 的倒 易阵 组成的平面。 §9.2 电子衍射原理--晶带定律与零层倒易截面 2）标准零层倒易截面( ---单晶标准衍射图 步骤:求 晶带面,剔除 的晶带面,作出 余为晶带面的倒易截面 ①如:简单立方,入射方向 , 晶带面有(100)(010)(110)(120)(220)(230)((00)……;无消光晶面;作倒易截面----标准倒易截面. ②面心立方,入射方向 : 根据晶带定律, 的晶带面是(HK0),(100)(010)(110)(200)(220)(00)(00)………;面心立方消光条件HKL异性,产生衍射晶面是(200)(220)( 00)( 0)………; 作这些晶面的倒易截面----标准倒易截面 §9.2 电子衍射原理----结构因子 反映各晶面衍射强度大小, 将 大小考虑到各倒易点中,则 大小为各 倒易阵点的权重 . §9.2 电子衍射原理---倒易阵点扩展 理论上,晶带轴和电子束的轴线保持重合（对称入射），零层倒易截面上除原点O*外的各倒易阵点不可能与爱氏球相交，即各晶面不会产生衍射。但实际上晶带轴和电子束的轴线保持重合时，入射束与晶面的夹角θB±△θ, g矢量端点不在爱氏