电子衍射

p电子衍射的原理和X射线衍射相似,是以满足(或基本满足)布拉格方程作为产生衍射的必要条件。两种衍射技术所得到的衍射花样在几何特征上也大致相似。多晶体的电子衍射花样是一系列不同半径的同心圆环,单晶衍射花样是排列得十分整齐的许多斑点所组成。而非晶态物质的衍射花样只是一个漫散的中心斑点。再由投影镜把它投影到荧光屏上。
由于电子波有其本身的特性,与X射线衍射相比较,电子衍射具有下列不同之处:
电子波的波长比X射线短很多,在同样满足布喇格条件时,它的衍射角q很小,约为10-2rad。而X射线产生衍射时,其衍射角最大可接近p/2。
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。
物质对电子的散射作用强,约为X射线的一百万倍,因而它在物质中的穿透深度有限,适合于用来研究微晶、表面和薄膜的晶体结构。摄照时,曝光只需数秒即可,而X射线衍射需数小时。
电子衍射使得在透射电镜下对同一试样的形貌观察与结构分析同时来研究成为可能。
电子衍射谱强度Ie与原子序数Z接近线性关系,重轻原子对电子散射本领的差别小;而X射线衍射强度Ix与Z2有关,因此电子衍射有助于寻找轻原子的位置。
由于电子衍射束强度有时几乎与透射束相当,以致两者产生交互作用,使衍射花样特别是强度分析变得复杂,不能像X射线那样通过测量强度来测定结构。
由于电子波长短,q角小,测量斑点位置精度远远比X射线低,因此很难用于精确测定点阵常数。
电镜中的常规电子衍射花样主要用于确定物相和它们与基体的取向关系;材料中的沉淀惯习面、滑移面;形变、辐照等引起的晶体缺陷状态,如有序、无序、调幅分解等结构变化。
1.电子衍射基本公式和相机常数


单晶材料的电子衍射


多晶材料的电子衍射



非晶态物质衍射


