金相学史话( 6) :电子显微镜在材料科学中的应用

Ruska 在三十年代研制出第一台电子显微镜,战后(1954 年) 又在极端困难条件下发展出带有电 子衍射功能的高分辨电镜Elmiskop I。但是,从专利优先权角度看,他不是电镜的发明人。直到半个世纪后,有关 的争议人都已过世,他才在1986 年获得这个迟到的但却是当之无愧的诺贝尔物理奖。 材料科学的几次突破性进展充分说明电子显微镜的重要性。首先是电子衍射与成像的结合使位错的直接观 察得以实现。在双束(透射束与一个强衍射束) 条件下,位错产生的畸变区的衍射强度与基体不同从而显示衬度 差异(衍衬像) 。位错等晶体缺陷因此得以成为六、七十年代的研究热点。选区衍射使晶体结构分析进入到微米 甚至到纳米层次。迄今为止,八十年代发现的各种类型的准晶(五重、八重、十重、十二重旋转对称准晶) 都是使用 这种手段实现的,从而扩大了晶体的范围,把无周期性的准晶也包括进去。高分辨电镜已发展到分辨单个原子的 水平,这就为九十年代发现和研究纳米碳管创造了条件,开辟了纳米技术的新纪元。