电子衍射 ◆电子衍射与X射线衍射的异同 ◆电子衍射与成像模式 ◆电子衍射几何条件 ◆电子衍射原理（晶带轴定律/偏移 矢量/相机常数) ◆多晶体衍射花样标定
电子衍射 ◆电子衍射与X射线衍射的异同 ◆电子衍射与成像模式 ◆电子衍射几何条件 ◆电子衍射原理（晶带轴定律/偏移 矢量/相机常数） ◆多晶体衍射花样标定
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20，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20=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
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
入射束 (hk1) 试样 20 20 物镜 20 后焦面 象平面 衍射花样形成示意图
2q 2q 2q 入射束 试样 物镜 后焦面 象平面 衍射花样形成示意图
Modes in EM 成像：中间镜的物平面与物镜的像平面重合 衍射：中间镜的物平面与物镜的背焦面重合 Electron beam 改变中间镜电流 Objective lens Objective aperture (back focal plane) Fixed (diffraction pattern) SAD aperture Intermediate image 1 Voltage (kV) 2(nm) ←Strength→ Intermediate lens 40 0.00601 change 100 0.00370 200 0.00251 Intermediate Intermediate diffraction image 2 300 0.00223 pattern Projector lens X-ray 0.1542 Fixed (Cu-K) strength www.globalsino.com/EM/ Diffraction Final pattern Screen image 4 (a) (b)
Modes in EM 4 Voltage (kV) (nm) 40 0.00601 100 0.00370 200 0.00251 300 0.00223 X-ray 0.1542 (Cu-K ) 成像：中间镜的物平面与物镜的像平面重合 衍射：中间镜的物平面与物镜的背焦面重合 改变中间镜电流
电子衍射花样的分类 单晶花样 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、李晶、有序化、调幅 结构、取向关系、成象衍射条件。 多晶花样：同心圆环 织构样品：弧状花样 非晶花样：晕环 多晶衍射环对应于是晶面族hk的衍射，而单晶 衍射斑点对应的是晶面组hk个)的衍射，故单晶电 子衍射花样在结构分析中更具重要性
电子衍射花样的分类 单晶花样： 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。 多晶花样：同心圆环 织构样品：弧状花样 非晶花样：晕环 多晶衍射环对应于是晶面族{hkl}的衍射，而单晶 衍射斑点对应的是晶面组(hkl)的衍射，故单晶电 子衍射花样在结构分析中更具重要性
Example-cubic system 022 1m 111 000 200 51/nm 6
Example – cubic system 6
Polycrystalline Gold film
Polycrystalline Gold film 7
Amorphous phase 2.6A ~5.9A ~1.6A 5nm Co structure Zsolt Czigany and Lars Hultman,Interpretation of electron diffraction patterns from amorphous and fullerene-like carbon allotropes,2010,Ultramicroscopy,(110),7,815-819. 8 http://dx.doi.org/10.1016/j.ultramic.2010.02.005
Amorphous phase 8 Zsolt Czigany and Lars Hultman, Interpretation of electron diffraction patterns from amorphous and fullerene-like carbon allotropes, 2010, Ultramicroscopy, (110), 7, 815-819. http://dx.doi.org/10.1016/j.ultramic.2010.02.005 C20 structure
电子衍射vsX射线衍射 ■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0<1，而X射线衍射0→90
电子衍射 vs X射线衍射 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θ<10 ,而X射线衍射θ→900
■电子衍射与X射线衍射相比的优点 ·电子波长短，单晶的电子衍射花样婉如晶体 的倒易点阵的一个二维截面在底片上放大投影， 从底片上的电子衍射花样可以直观地辨认出一 些晶体的结构和有关取向关系，使晶体结构的 研究比X射线简单。 •物质对电子散射主要是核散射，因此散射强， 约为X射线一万倍，曝光时间短。 ·电子衍射能在同一试样上将形貌观察与结构 分析结合起来
电子衍射与X射线衍射相比的优点 •电子波长短，单晶的电子衍射花样婉如晶体 的倒易点阵的一个二维截面在底片上放大投影， 从底片上的电子衍射花样可以直观地辨认出一 些晶体的结构和有关取向关系，使晶体结构的 研究比X射线简单。 •物质对电子散射主要是核散射，因此散射强， 约为X射线一万倍，曝光时间短。 •电子衍射能在同一试样上将形貌观察与结构 分析结合起来