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请教电子衍射图的对称斑点问题

透射电镜(TEM)


  • 如图是电子衍 射的原理图。如果单晶样品的晶面如图所示和入射电子束有个小夹角,则满足布拉格公式的条件下底片P'处会出现dhkl相对于的衍射斑点。假设这个衍射斑点是P'(200).
    通常在底片的衍射斑点还能发现一个和这个P'(200)中心对称的一个斑点P''(-200). 请问这个对称的斑点是怎么形成的?根据上图示意图,P'是由该倾角的晶面衍射导致,那么P'相对于O'对称的那个点P''(-200),其对应衍射晶面方向应该和图中晶面对称倾斜才行。拍摄电子衍射的时候,晶体应该是不动的,我一直想不明白这个对称的斑点是怎么产生的P''(-200)。
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  • 蓝莓口香糖

    第1楼2012/02/18

    在图上的状态下,-200就不会出现了,除非晶体特别薄。200和-200都出现的时候,通常二者都会偏离布拉格条件一点。衍射点出现需要衍射点和埃瓦德球相交,但是对于薄晶体,这个点会拉长,所以即使不严格满足布拉格条件,拉长的点和球面有接触,仍然能看到衍射点。这个效应叫形状效应,是非常有用的一个现象。

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  • yqh1203

    第2楼2012/02/18

    那为什么看到很多人的电子衍射图片都有根据中心斑点对称的点呢?也是因为偏离布拉格条件导致的吗?很多教材和资料里给出例子都是如此。有些对称点非常明亮清晰。

    蓝莓口香糖(drizzlemiao) 发表:在图上的状态下,-200就不会出现了,除非晶体特别薄。200和-200都出现的时候,通常二者都会偏离布拉格条件一点。衍射点出现需要衍射点和埃瓦德球相交,但是对于薄晶体,这个点会拉长,所以即使不严格满足布拉格条件,拉长的点和球面有接触,仍然能看到衍射点。这个效应叫形状效应,是非常有用的一个现象。

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  • 蓝莓口香糖

    第3楼2012/02/18

    不是偏离布拉格条件才会出现那些点,出现那种情况的时候往往不严格满足布拉格条件。这么说只是总结个现象,二者之间并不是有确定的因果关系。
    是否出现某个点,只取决于那个点拉长之后能否跟球面相交。点为什么会拉长,为什么在偏离布拉格条件的时候还能看到衍射点,这些是一连串相关的问题,而且是电子衍射中的基本问题。所有教材里都会仔细解释。

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  • yqh1203

    第4楼2012/02/18

    原理我大概知道。根本原因在于倒易杆的存在。所以即使偏离布拉格条件,也是有可能和倒易球相交的,我想如果严格保证某个晶面符合布拉格条件,应该就是所谓的“双光束条件”了。我关心的不是倒易杆的问题,而是通常拍摄电子衍射照片的时候,需要调整电子入射束和晶带轴的方向,大致是调整到什么情况,才会出现中心对称的斑点出现呢?如图所示,要想出现中心对称的(-200)和(200)斑点,理论上应该调整电子入射束完全平行相应的晶带轴,但是这个时候{200}晶面还会发生衍射吗?
    多谢楼上回复。

    蓝莓口香糖(drizzlemiao) 发表:不是偏离布拉格条件才会出现那些点,出现那种情况的时候往往不严格满足布拉格条件。这么说只是总结个现象,二者之间并不是有确定的因果关系。
    是否出现某个点,只取决于那个点拉长之后能否跟球面相交。点为什么会拉长,为什么在偏离布拉格条件的时候还能看到衍射点,这些是一连串相关的问题,而且是电子衍射中的基本问题。所有教材里都会仔细解释。

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  • 天黑请闭眼

    第5楼2012/02/19

    我的个人想法,不尽正确,供您参考:
    1. 电子束与带轴不完全平行,必须有一定的角度,虽然很小。
    2. 电子束与带轴基本接近时就会出现对称的斑点。但前提是样品必须完全在电子束范围内,示意图中的那个晶体就只有200晶面(O左边),(-200)是没画的。

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  • 天黑请闭眼

    第6楼2012/02/19

    ps:200和-200是平行的,不会是你画在图中那个样子。

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  • xuaiqun

    第7楼2012/02/20

    关于这个现象,光用形状效应的倒易杆还不太能完全说明问题.可惜几乎所有的教材都这么讲.我们可以自己算算就可以发现这个很明显的问题.其实清华的王老师(好象是王英华)的教材里提到了这个问题.应该说是原子不停的运动造成了衍射斑点的大量出现.

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  • 蓝莓口香糖

    第8楼2012/02/20

    倒易杆解释非布拉格条件下的衍射没有问题。衍射点反应的是晶格周期性,原子运动不严格地说是破坏周期结构的。

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  • TaoGG

    第9楼2012/04/21

    其实也就是一个看法的问题,在saed图上之所以成对出现那些亮点,其实他们是同性的面,或者干脆说是同一组晶面,原因有二:
    1、亮点成对出现,与衍射斑点中心联系夹角为180°,那么在实际晶体结构中夹角为0°.(衍射图对应晶体结构FFT之后的结果,为倒空间图);
    2、对实际晶体进行FFT,那么选取一组晶面作为衍射图中心点之后,该组晶面的(x,y,z)与(-x,-y,-z)方向必存在同性晶面,这是由于晶体结构的周期重复性决定的,既然存在这两组晶面,则在电子衍射图中必出现对称的亮点;
    3、若衍射中心点对应的晶面比较靠近晶体的表面,那就要另当别论了,平时当然也不会这样做,这不是实验的重点,因为我们希望得到微区的高质量晶体结构信息。

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  • alcestis

    第10楼2012/04/21

    我觉得是ewald construction看比较容易理解吧?(像这个图)

    如果在zone axis,200满足bragg condition,倒易点阵中对称的-200当然也就碰到ewald sphere了。前提当然也是因为在电子衍射和薄样品情况下,ewald sphere 很平和倒易杆的存在。

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