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薄膜透射显微分析第1页，共27页，星期日，2025年，2月5日1.衍衬成象原理衍射衬度形成机理衍射衬度----来源于晶体试样各部分满足布拉格反射条件不同和结构振幅的差异（如下图）。衍射衬度像基本类型：明场像：采用物镜光栏将衍射束挡掉，只让透射束通过而得到图象衬度的方法称为明场成像，所得的图象称为明场像。暗场像：偏心暗场像中心暗场像----用物镜光栏挡住透射束及其余衍射束，而只让一束强衍射束通过光栏参与成像的方法，称为暗场成像，所得图象为暗场像。*第2页，共27页，星期日，2025年，2月5日1.衍衬成象原理反差为：IA/IB*第3页，共27页，星期日，2025年，2月5日2.衍衬象运动理论的基本假设衍衬衬度与布拉格衍射有关，衍射衬度的反差，实际上就是衍射强度的反映。为了简化，需做必要的假定。1.采用双束近似处理方法，即所谓的“双光束条件”①除透射束外，只有一束较强的衍射束参与成象，忽略其它衍射束，故称双光成象。②这一强衍射束相对于入射束而言仍然是很弱的。这在入射电子束波长较弱以及晶体试样较薄的情况下是合适的。因为波长短，球面半径1/λ大，垂直于入射束方向的反射球面可看作平面。加上薄晶的“倒易杆”效应，因此，试样虽然处于任意方位，仍然可以在不严格满足布拉格反射条件下与反射球相交而形成衍射斑点。③由于强衍射束比入射束弱得多，因此认为这一衍射束不是完全处于准确得布拉格反射位置，而存在一个偏离矢量S，S表示倒易点偏离反射球的程度，或反映偏离布拉格角2θ的程度。基本假设包括下列四点：*第4页，共27页，星期日，2025年，2月5日2.入射束与衍射束不存在相互作用，二者之间无能量交换。3.假设电子束在晶体试样内多次反射与吸收可以忽略不计。4.假设相邻两入射束之间没有相互作用，每一入射束范围可以看作在一个圆柱体内，只考虑沿柱体轴向上的衍射强度的变化，认为dx、dy方向的位移对布拉格反射不起作用，即对衍射无贡献。这样变三维情况为一维情况，这在晶体很薄，且布拉格反射角2θ很小的情况下也是符合实际的。根据布拉格反射定律，这个柱体截向直径近似为：D≈t?2θ，t为试样厚度。设t=1000?，θ≈10-2弧度，则D=20?，也就是说，柱体内的电子束对范围超过20?以外的电子不产生影响。若把整个晶体表面分成很多直径为20?左右的截向，则形成很多很多柱体。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。2.衍衬象运动理论的基本假设*第5页，共27页，星期日，2025年，2月5日意义：（1）当试样厚度t一定，衍射强度随偏离矢量s值呈周期变化，其振荡周期为s=1/t。s=±N/t，N为非0整数时，Ig=0N为1/2+整数时，Ig为峰值，但随︱s︱的增大，强度逐渐衰减，s=0（即N=0）处，Ig有最大值，t＝常数，衍射强度随s变化完整晶体的电子衍强度公式3.完整晶体衍射运动学解释*第6页，共27页，星期日，2025年，2月5日（2）若偏离矢量S值不变，衍射强度测随样品厚度t而呈周期变化，振荡周期为1/S。t=N/s，当N为正整数时Ig=0，N为正整数加1/2时，Ig极大值。1/s２/s３/stⅠgs＝常数时，衍射强度随t变化3.完整晶体衍射运动学解释*第7页，共27页，星期日，2025年，2月5日3.完整晶体衍射运动学解释当衍射晶面偏离矢量S保持恒定，则衍射强度：Ig＝Sin2(?ts)/(s?g)2常见象（1）—等厚条纹*第8页，共27页，星期日，2025年，2月5日常见象（2）—倾斜晶界3.完整晶体衍射运动学解释倾斜晶界可利用等厚条纹原理来分析*第9页，共27页，星期日，2025年，2月5日3.完整晶体衍射运动学解释常见象（3）—等倾条纹----又叫弯曲消光条纹，是由于制样或过热造成平整试样弯曲，隆起或凹陷所形成的一种附加条纹。当试样厚度保持恒定，对于弯曲晶体：Ig＝（?t)2Sin2(?ts)/?g2(?ts)2*第10页，共27页，星期日，2025年，2月5日不完整晶体及其对衍射强度的影响在实际中，由于熔炼，加工和热处理等原因，晶体或多或少存在着不完整性，并且较复杂。不完整性包括三个方向：1)由于晶体取向关系的改变而引起的不完整性，例如晶界、孪晶界、沉淀物与基体界向等等。2)晶体缺陷引起