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电子衍射 透射电子显微镜的结构 透射电子显微镜的主要功能 成像： 明场像，暗场像 格子像，原子像 衍射 电子显微镜的光路 1.电子衍射与电子衍射仪 ★薄晶体的电子衍射特征： ⑴厄瓦尔球半径比倒易矢量大几十倍 ⑵衍射角很小，衍射线集中在前方 ⑶倒易点被拉长未倒易杆，倒易杆方向垂直于薄膜厚度 以上三个原因决定使得电子束相对晶体任 何取向，在倒易原点附近都会有许多倒易 1.电子衍射与电子衍射仪 杆与球面接触或交截， 从而可以得到许衍射 线。衍射线的方向为 连接球心和倒易杆与 球的交点，如图所示 1.电子衍射与电子衍射仪 ★电子衍射仪 该图为 一特殊情 况，入射线与（hkl) 正好满足布拉格条件。 测量出 R值后，便可求 得晶面间距 2.电子显微镜中的电子衍射 ★电子显微镜中的电子衍射 阿贝成像原理 2.电子显微镜中的电子衍射 电子透过试样后，除一束透射束外，还有 衍射角各异的衍射束。他们分别在物镜的 后焦面上形成一个中心斑点（透射斑）和 多个衍射斑点。每个衍射斑点都是一束2θ 角相同的衍射线被物镜聚焦后形成的。然 后这些斑点作为新的光源重新干涉，在物 镜的像平面上成像。 2.电子显微镜中的电子衍射 ★有效相机常数 电镜中的衍射花样是物镜后焦面的衍射 斑点经过几级透镜放大后在底片上成的像 ，则相机长度L不能象电子衍射仪那样简单 的计算为试样至底片的距离，而应根据后 焦面上衍射斑点被放大的倍数，折算成衍 射仪相机长度，成为有效相机长度L′. 2.电子显微镜中的电子衍射 令图中O′P′距离为r,则 再利用布拉格公 式，得到 2.电子显微镜中的电子衍射 r经过中间镜和投影镜放大后在底片上的距离 R为 即 其中， 2.电子显微镜中的电子衍射 所以 其中 即为电子显微镜的有效相机长度，称 为电子显微镜的有效相机常数 2.电子显微镜中的电子衍射 ★选区电子衍射 2.电子显微镜中的电子衍射 2.电子显微镜中的电子衍射 一般电镜的选区直径不小于1μm,超高压电 镜允许选区直径在0.1 μm。 选区电子衍射的简单过程： ⑴将衬度光栏缩小，只允许透射束通过， 以形成明场衍衬像⑵选择感兴趣的区域， 缩小选区光栏，使选区光栏套住该区域⑶ 调整中间镜电流，使选区光栏边缘的像在 2.电子显微镜中的电子衍射 荧光屏上清晰可见⑷调整物镜电流，使荧 光屏上有清晰的试样显微组织像⑸移出衍射光栏，减弱中间镜电流，使中间镜的 物面与物镜的后焦面相重，在荧光屏上得 到衍射花样，运用双倾台，可以得到不同 晶带的衍射花样⑹照相 2.电子显微镜中的电子衍射 ★选区误差 引起选区误差的原因： ⑴球差 下图是使用明场像进行选区衍射的情形选区光栏套住的P1P1′部分是试样的SS′产生的像。如果物镜没有球差，则转入衍射方式时，在荧光屏上的衍射斑点也是SS′产生的。但是，实际上物镜 2.电子显微镜中的电子衍射 的球差将衍射角为α的非轴光线的后焦斑 B移到C。从S发出的衍射线被选区光栏遮 住，而到达光栏边缘P1衍射线是在S下方P 处产生的；同理，S′衍射线并不在光栏 边缘P1′处，而是下移MCsα3之多（M代 表物镜的放大倍数，Cs是物镜球差系数） P1′处的衍射线来源于P′处。 这样，虽 2.电子显微镜中的电子衍射 然在明场像中套住了试样SS′的像，但参 加衍射的却是PP′部分。 SS′ 和PP′之 差Csα3就是选区误差。 2.电子显微镜中的电子衍射 2.电子显微镜中的电子衍射 ⑵物镜聚焦不准也可引起选区误差 2.电子显微镜中的电子衍射 总的选区误差为: 3.单晶体和 多晶体电子衍射花样指数标定 3.单晶体和 多晶体电子衍射花样指数标定 ★单晶体衍射花样 其特征是衍射斑点规则排列。在衍射斑 点花样中最基本的是简单电子衍射花样— 单晶带电子衍射花样，它是通过倒易点阵 原点的一个二维倒易面的放大像 3.单晶体和 多晶体电子衍射花样指数标定 3.单晶体和 多晶体电子衍射花样指数标定 其中各衍射斑点对应的倒易点指数如下图 示 3.单晶体和 多晶体电子衍射花样指数标定 七种晶系衍射斑点排不方式 3.单晶体和 多晶体电子衍射花样指数标定 ★简单电子衍射花样的指数标定 1.立方系单晶体已知物质的衍射指数标定 ⑴指数直接标定法 需要知道仪器常数和晶体的点阵常数。 以衍射晶体铝为例 3.单晶体和 多晶体电子衍射花样指数标定 3.单晶体和 多晶体电子衍射花样指数标定 3.单晶体和 多晶体电子衍射花样指数标定 3.单晶体和 多晶体电子衍射花样指数标定 ⑵比值法 比值法标定步骤：