复杂电子衍射花样.ppt

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1、超点阵花样当晶体是由两种或者两种以上的原子或者离子构成时，对于晶体中的任何一种原子或者离子，如果它能够随机地占据点阵中的任何一个阵点，则我们称该晶体是无序的；如果晶体中不同的原子或者离子只能占据特定的阵点，则该晶体是有序的。晶体从无序相向有序相转变以后，在产生有序的方向会出现平移周期的加倍，从而引起平移群的改变。由此引发的最显著的特点是在某些方向出现与平移对称对应的超点阵斑点。CuAu3无序CuAu3有序超点阵CsCl无序CsCl有序超点阵[11－1]方向2倍周期[101]方向2倍周期[111]方向六倍周期[111]方向6倍周期高阶劳埃斑以入射束与反射球的交点作为原点，构造

2、出与晶体对应的倒易点阵。则对于正空间中的任一晶带轴，与之垂直而且过倒易空间的原点的倒易面，称之为该晶带的零层倒易面，该倒易面上的所有晶面与晶带轴之间满足晶带轴定律，通常我们得到的某晶带轴的电子衍射花样就是该晶带轴的零层倒易面。对于任一晶带轴而言，除了零层倒易面之外，所有与零层倒易面平行的倒易平面都与之垂直，但这些倒易面与晶带轴之间不满足晶带轴定律，它们之间的关系满足广义晶带轴定律，所有与零层倒易面平行的倒易平面统称为高层倒易面。高层倒易面中的倒易阵点由于某些原因也有可能与倒易球相交而形成附加的电子衍射斑点，这就是高阶劳埃斑。高阶劳埃带形成的示意图劳埃斑产生的原因：1.由于薄

3、膜试样的形状效应，使倒易阵点变长，这种伸长的倒易杆增加了高层倒易面上倒易点与反射球相交的机会；2.晶格常数很大的晶体，其倒易阵点排列更密，倒易面间距更小，使得上下两层倒易面与零层倒易面同时与反射球相交的机会增加；3.当电子衍射花样不正，使得零层倒易面倾斜时，增加了高层倒易阵点与反射球的相交机会；4.电子波的波长越长，则反射球的半径会越小，这样也会增加高层倒易面上的倒易点与反射球相交后仍然能在底片处成像的机会。高阶劳埃带衍射花样实例孪晶电子衍射花样所谓孪晶，通常指按一定取向关系并排生长在一起的同一物质的两个晶粒。从晶体学上讲，可以把孪晶晶体的一部分看成另一部分以某一低指数晶面

4、为对称面的镜像；或以某一低指数晶向为旋转轴旋转一定的角度。孪晶的分类：1、按晶体学特点：反映孪晶和旋转孪晶；2、按形成方式：生长孪晶和形变孪晶；3、按孪晶形态：二次孪晶和高次孪晶。CaMgSi相中的(102)孪晶在不同位向下的孪晶花样CaMgSi相中另外一种孪晶其孪晶面是(011)面镁中常见的(10-12)孪晶花样CaMgSi相中(102)孪晶中二重孪晶和三重孪晶的形貌和与其对应的电子衍射花样二重孪晶的形貌（暗场像）二重孪晶花样三重孪晶的形貌像(暗场)三重孪晶花样二次衍射在电子束穿行晶体的过程中，会产生较强的衍射束，它又可以作为入射束，在晶体中产生再次衍射，称为二次衍射。二

5、次衍射形成的新的附加斑点称作二次衍射斑。二次衍射很强时，还可以再行衍射，产生多次衍射。产生二次衍射的条件：1、晶体足够厚；2、衍射束要有足够的强度。二次衍射花样形成的示意图二次衍射花样实例镁钙合金图中本来只存在两套花样，分别是镁的[-1100]晶带轴电子衍射花样和Mg2Ca相的[3-302]晶带轴花样。而花样中出现的很多卫星斑是由于二次衍射，通过Mg2Ca相的(1-103)斑点与Mg的(000-2)斑点之间存在的差矢平移造成的。一种有序钙钛矿相中沿[010]p方向得到的电子衍射花样较厚很薄在较薄的地方，由于不存在动力学效应，可以清楚地看到花样中存在相当多消光的斑点，但在较厚

6、的地方，由于动力学效应，出现二次衍射的矢量平移，使得本来应该消光的斑点变得看起来不消光了。菊池花样在稍厚的薄膜试样中观察电子衍射时，经常会发现在衍射谱的背景衬度上分布着黑白成对的线条。这时，如果旋转试样，衍射斑的亮度虽然会有所变化，但它们的位置基本上不会改变。但是，上述成对的线条却会随样品的转动迅速移动。这样的衍射线条称为菊池线，带有菊池线的衍射花样称之为菊池衍射谱。电子束在穿透较厚的试样时，入射电子与试样之间会发生相互作用，其中有部分电子会发生非弹性散射。但是非弹性散射之后，它们的能量损失也只有几十电子伏特，相对透射电镜几十万伏的加速电压来说，这个能量是非常小的，因此可以

7、认为非弹性散射以后，电子波的波长基本没有变化。因此当这一部分电子波在满足布拉格条件产生衍射时，其几何关系与弹性散射电子可以认为没有差别。非弹性散射电子进入晶体以后，向各个方向散射的几率并不相等，沿透射束方向的散射几率最大，随散射角增大，其散射的几率减小，非弹性散射引起的强度相应地会逐渐降低，这样就形成了衍射照片上中间亮四周渐暗的衍射谱背景（这个背景是由非弹性散射电子形成的，如示意图一所示）。菊池线的形成原理非弹性散射的电子不与晶体相互作用产生衍射时，在背底上将不会出现明显的衬度，但当非弹性散射电子与某一晶面产生衍射