第十五章 节 电子衍射结构分析 （北京科技大学）材料分析方法课件.pptxVIP

第十五章 电子衍射结构分析主要内容透射电镜的基本结构和成像原理主要部件的结构和工作原理电子衍射概述1 透射电镜的基本结构和成像原理透射电子显微镜的构造电子光学系统电源与控制系统真空系统电子枪聚光镜电子光学系统照明系统物镜中间镜投影镜成像系统观察记录系统照明系统1 电子枪2 阳极3 聚光镜光阑4 聚光镜5 样品6 物镜物镜光阑选区光阑中间镜投影镜荧光屏或底片成像系统透射电镜的构造原理和光路图电子光学系统中各部件的作用（1）产生束斑直径几十微米的高速电子电子枪照明系统调节照明强度、孔径角和束斑大小聚光镜透射电镜成像与衍射操作的原理（2）2 主要部件的结构和工作原理样品平移与倾斜装置(样品台)消像散器光阑1) 样品平移与倾斜装置(样品台)样品台的作用:承载样品;使样品在物镜极靴孔内平移、倾斜、旋转2）消像散器把固有的椭圆形磁场校正成接近旋转对称的磁场限制照明孔径角 聚光镜光阑光阑衬度光阑，提高成像衬度物镜光阑视场光阑，特定视场成像或衍射分析用选区光阑3）光阑3 电子衍射概述电子衍射的特点（与X—射线衍射对比）单晶体、多晶体及非晶体的电子衍射花样特征3.1 电子衍射的特点（与X—射线衍射对比）1)电子波的波长比X—射线短的多,在同样满足布拉格定律时,它的衍射角θ非常小,约为10-2rad, 而X射线衍射时, 最大角可接近π/2. 原因: 根据布拉格定律: sinθ=λ/2d ≤1 常见晶体的晶面间距为1—0.1nm范围，所以用于衍射的X射线波长在0.05—0.25nm范围, θ接近π/2. 通常透射电镜的加速电压为100—200kV,即电子波的波长在10-2—10-3nm数量级, θ约为10-2rad.2)电子衍射操作时采用薄膜样品,薄膜样品的倒易阵点会沿样品的厚度方向延伸成杆状,于是,增加了倒易阵点和厄瓦尔德球相交的机会,结果使略微偏离布拉格条件的电子束也能发生衍射.3)由于电子波的波长短,采用厄瓦尔德图解时,反射球的半径很大,在衍射角θ较小的范围内,反射球面可以近似看成一个平面. 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观地反映各晶面的位向,便于实际结构分析.4)原子对电子的散射能力远高于它对X—射线的散射能力(约高出4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.3.2 单晶体、多晶体及非晶体的电子衍射花样特征单晶体多晶体非晶