《第四章菊池衍射及其应用ppt课件.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第四章菊池衍射及其应用ppt课件.pptx（24页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、第四章 菊池衍射及其应用,一、菊池衍射原理及菊池线分析方法,当试样晶体比较完整，沿电子束入射方向的试样厚度又比较合适时，衍射谱上经常出现成对的线状花样。1928年菊池（S.Kikuchi）首先对这种线状花样进行了解释，因此这种线状花样被称为菊池线。,亮,暗,1.1菊池衍射原理,1.2菊池花样形成几何学,1.3 菊池线位置和分布,根据方程 可知，衍射面（迹线）与电子束之间的夹角决定了菊池线的位置。,（1）当=0时，,菊池线对称分布在(000)的四周（如右图），且分别位于(000)到(hkl)或(-h-k-l)斑点距离的1/2处。两线之间的衬度均匀且其强度比两线外的大。,（2）当=B时，,亮线通过
2、(hkl)斑点，暗线通过(000)。,（2）当0且B时，菊池线对不对称地分别在(000)两侧或者出现在(000)同侧。,1.4 菊池线与衍射斑点的关系,相同点：都是Bragg衍射产生的。区别：(1)菊池线由非弹性散射电子中满足Bragg条件的那部分电子所产生的，而衍射斑点是原始入射电子弹性衍射的结果。(2)菊池衍射谱对晶体的取向非常敏感。当倾转试样时菊池谱以与倾动方向相同的方向和幅度发生位移，可以明显观察到菊池线扫过单晶衍射斑点；而单晶斑点位置几乎观察不到位置的移动。(3)菊池线对所张开的角度始终等于2B；线对的平分线是衍射面在底片上的迹线，菊池线总是垂直于透射原点到同指数斑点的连线。,1.5
3、 菊池花样对称中心,菊池花样的对称中心指同属于一个晶带的各菊池线对中心的交点，如左图中的A、B、C。,设PO为电子束入射方向（或者膜面法线），则左图三晶带轴偏离电子束入射方向的角度分别为：,tan1=OA/Ltan2=OB/Ltan3=OC/L,其中L为相机有效长度。因此菊池花样可以精确测定晶体的取向关系。,注意：在小的倾转角时，菊池线扫过屏幕时只有微小的转动。,2.1 菊池线的指标化,菊池线指标化的基本公式：,（1）已知晶体：测出一系列的Rk、OM数据，得到一系列的d值（晶面间距），然后和已知物质的ASTM卡片核对，就可确定各菊池线对的指数（hkl）。,因为tan-1OM/L很小，所以上式可
4、简化为：,(9-5),（2）未知晶体（与单晶电子衍射花样标定过程相似）：摄取同一晶体不同取向下的菊池图，测出一系列的Rk、OM数据，得到一系列的d值（晶面间距），求一系列的1/di之间的比值；然后根据1/di比值查相关文献得出其晶体结构，得出各di对应的晶面族指数；最后根据各菊池线对之间的夹角关系进行菊池线对的指标化。但这项工作比单晶电子衍射花样繁杂，因此在TEM中不采用，主要用于SEM的EBSD分析。,菊池线指标化的注意事项：,(9-5),2.2 菊池图,制作标准菊池图的方法：（1）实验法：一般按单位极图三角形的范围单个摄取的。,单晶Si,Ag2Al、TiHCP晶体c/a=1.588,(2)
5、计算法,2.3 菊池图的用途,引用Williams书上的话：,TEM操作过程中经常利用菊池图来倾转试样，以找到需要的晶带轴。因此对菊池图的熟悉非常重要！,2.3 菊池花样的应用,（1）精确测定取向关系；（2）Bragg衍射时的偏离矢量S测定；（3）晶体结构的测定（主要在EBSD中采用）。,（1）精确测定取向关系,tan1=1=OA/Ltan2=2=OB/Ltan3=3=OC/L,分为解析计算法和极图法，解析法比较简单，因此主要介绍解析法。,（9-6）,左图可得出：,（1）测量照片上OA、OB、OC后求出它们对应得角度,（2）设电子束入射方向uvw，对立方晶系则有：,（9-8）,（3）标定3对菊池线指数求带轴指数,（4）将式（9-6）、（9-8）代入式（9-7），得uvw,（2）Bragg衍射时的偏离矢量S测定,010,作业：下图是面心立方晶体Cu的某取向下的电子衍射花样（含衍射斑点和菊池线），已知Cu的点阵常数a=3.61，电镜的工作电压为200kv，=0.025。请标定菊池线对的指数并计算出该晶体精确取向（误差在5%以内）。,
