① 电子衍射测定晶体结构的方法 (相关仪器,设备简介)
目前电子衍射的设备很多,但都要依附于超高真空设备中,
简单介绍几种如下:
1、如表面科学中的低能电子衍射(LEED),主要应用于高取向晶体表面晶格的研究,比如畸变,吸附。
LEED结构目前也应用在透射电子显微镜(TEM)中,利用聚焦到很小光斑的电子束对纳米结构中的局域有序做结构探测。
LEED只能够作晶格类型分析,不能进行元素分析。
2、反射式高能电子衍射(RHEED),主要应用于分子束外延等设备的原位监测,能够很好的反映表面晶格的平整度,观测材料生长中的衍射强度及位置的振荡。
3、电子显微镜附件,主要是场发射扫描电子显微镜(FESEM),一般属于附件,称选区电子衍射(SAD),可以利用质能选择器对反射电子作元素分析,能够分析很小的区域元素组成,但结果较为粗糙。
电子衍射的原理可以参考XRD,观测到的衍射花纹都是表面晶格的倒易格点,可能是一套,也可能是几套。
一般,除了纳米材料研究中在电镜用电子衍射中常将衍射花纹作为晶格类型的佐证外,常规的LEED和RHEED并不作体材料三维晶格研究,而只用于表面晶格的判定,因为电子衍射一般只能反映晶格的二维表面结构,而不同晶体结构的晶体之间,它们的某一表面取向上它的对称性及衍射斑点可能会完全一致。
电子衍射一般只用于测试二维晶体结构,无法简单作三维体晶格判定,更无法单独作元素判定。
所以你所说的ED测定晶格的说法是要注意的,ED很少或几乎没有单独研究三维晶体结构。
电子衍射结构其实很简单,简单讲就三个部件:
1、灯丝,用于产生电子
2、加速电压,
(1) 电子加速电压 (电压大小要单独可控)
(2) xy平面内的转向电压
3、荧光屏,注意导电接地。
此外电子衍射还需要有一个超高真空腔体作为设备的基础;
还要有一个位置可调的多维样品架(样品台)系统;
如果需要做衍射斑点位置亮度分析,还要有CCD图像采集系统。
② 电子衍射的方法
1、如表面科学中的低能电子衍射(LEED),主要应用于高取向晶体表面晶格的研究,比如畸变,吸附。
LEED结构也应用在透射电子显微镜(TEM)中,利用聚焦到很小光斑的电子束对纳米结构中的局域有序做结构探测。
LEED只能够作晶格类型分析,不能进行元素分析。
2、反射式高能电子衍射(RHEED),主要应用于分子束外延等设备的原位监测,能够很好的反映表面晶格的平整度,观测材料生长中的衍射强度及位置的振荡。
3、电子显微镜附件,主要是场发射扫描电子显微镜(FESEM),一般属于附件,称选区电子衍射(SAD),可以利用质能选择器对反射电子作元素分析,能够分析很小的区域元素组成,但结果较为粗糙。
电子衍射的原理可以参考XRD,观测到的衍射花纹都是表面晶格的倒易格点,可能是一套,也可能是几套。
一般,除了纳米材料研究中在电镜用电子衍射中常将衍射花纹作为晶格类型的佐证外,常规的LEED和RHEED并不作体材料三维晶格研究,而只用于表面晶格的判定,因为电子衍射一般只能反映晶格的二维表面结构,而不同晶体结构的晶体之间,它们的某一表面取向上它的对称性及衍射斑点可能会完全一致。
电子衍射一般只用于测试二维晶体结构,无法简单作三维体晶格判定,更无法单独作元素判定。
所以你所说的ED测定晶格的说法是要注意的,ED很少或几乎没有单独研究三维晶体结构。
电子衍射结构其实很简单,简单讲就三个部件:
1、灯丝,用于产生电子
2、加速电压,
⑴
电子加速电压
(电压大小要单独可控)
⑵
xy平面内的转向电压
3、荧光屏,注意导电接地。
此外电子衍射还需要有一个超高真空腔体作为设备的基础;
还要有一个位置可调的多维样品架(样品台)系统;
如果需要做衍射斑点位置亮度分析,还要有CCD图像采集系统。
③ 什么是电子衍射
当电子波(具有一定能量的电子)落到晶体上时,被晶体中原子散射,各版散射电子波之间产生权互相干涉现象。晶体中每个原子均对电子进行散射,使电子改变其方向和波长。在散射过程中部分电子与原子有能量交换作用,电子的波长发生变化,此时称非弹性散射;若无能量交换作用,电子的波长不变,则称弹性散射。在弹性散射过程中,由于晶体中原子排列的周期性,各原子所散射的电子波在叠加时互相干涉,散射波的总强度在空间的分布并不连续,除在某一定方向外,散射波的总强度为零。
中文名:电子衍射
装置:最简单的电子衍射装置
发现时间:1927年
人物:C.J.戴维孙和L.H.革末
④ 电子衍射在技术上需要什么条件
电子衍射-装置
最简单的电子衍射装置。从阴极K发出的电子被加速后经过阳版极A的光阑孔和透镜权L到达试样S上,被试样衍射后在荧光屏或照相底板P上形成电子衍射图样。由于物质(包括空气)对电子的吸收很强,故上述各部分均置于真空中。电子的加速电压一般为数万伏至十万伏左右,称高能电子衍射。为了研究表面结构,电子加速电压也可低达数千甚至数十伏,这种装置称低能电子衍射装置。
⑤ 电子衍射的电子显微镜中的电子衍射
在选区电子衍射时,由于中间镜和投射镜把物镜后焦面上形成的电子衍射花样放大,相机常数和斑点尺寸被放大Mi·Mp倍(Mi为中间镜的放大倍数,Mp为投影镜的放大倍数),所以电子衍射的分辨力不高。高分辨率衍射装置把试样放在投影镜附近,试样以上的透镜均参与照明系统提供细聚焦的平行电子束,试样以下的透镜关闭,此时相机常数与电流无关,犹如一台普通的电子衍射仪。如提高高压稳定度和精确测定λ值,可得到相对误差达10-4的晶面间距值,与X射线衍射精度相当。
⑥ 透射电镜中电子衍射主要有哪些方式
电镜中电子衍射方式主要有,
二次电子:在入射电子束作用下被轰击出来并离开样品表面的样品原子的核外电子叫做二次电子。
俄歇电子:原子内层电子被激发电离形成空位,较高能级电子跃迁至该空位,多余能量使原子外层电子激发发射,形成无辐射跃迁,被激发的电子即为俄歇电子。
⑦ 电子衍射的原理是什么
根据德布洛意原理,每个微观粒子都有波动性,电子作为“物质波”在透过晶格之间的“小孔”时产生衍射
⑧ 电子衍射分析
电子束不是电磁波,而是物质波,但是它与X射线的性质类似,波长接近。1927年C.J.Davisson&L.H.Germer在电子显微镜问世前就发现了电子衍射现象,其原理与X射线衍射的原理基本相同,所获得的衍射花样也很相似。电子衍射产生的花样大多呈规则排列的点状(单晶),有时也呈同心圆状(多晶)。电子衍射与X射线衍射的区别是:①由于电子束波长更短,在同一张图像上电子衍射所得到的信息比X射线衍射的信息多;②电子衍射的强度要比X射线衍射的强度大得多,适用于对晶体微粒、表面和薄膜进行分析。现在,在透射电镜中插入一选区光阑便能获得单晶的衍射花样(请参阅本章第二节)。
电子背散射衍射(Electron Backscatter Diffraction,缩写为EBSD)是20世纪70年代提出,80年代发展成为一种实用的测试手段,并推出商品器材的。电子背散射衍射得到的图像称为电子背散射花样(Electron Backscatter Pattern,缩写为EBSP)。
上述X射线衍射以及电子衍射的激发源都是平行光,而电子背散射衍射是电子束进入样品后激发出的背散射电子以各个方向射向晶体后产生的。其花样由黑白成对的线条组成,如图5-9中荧光屏上所示,每个线条对应于一个面网。
图5-9 电子背散射衍射部件示意图
为了获得电子背散射衍射花样,必须在扫描电镜中安装EBSD部件(图5-9)。样品不能太薄,以便产生较多的背散射电子,通常制成光片,表面还须消除研磨和抛光产生的应力。安装时使样品表面与电子束成30°相交。
1993年以后生产的EBSD部件可以对衍射花样自动检索,进行物相鉴定,还可测定样品中各个晶粒的取向,进行微织构测定(microtexture determination),获得取向图(orientation image)。