电子衍射与X射线衍射的异同
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电子衍射与X射线衍射的异同
选自第十章：电子衍射 第2节:电子衍射原理
内容回顾
透
中 间
射
镜 的
物镜
衬度光阑
电
物 平
物镜像平面
镜面 和
中间镜
L1
物 镜
L2
的
像 投影镜
平
面
重
合
高倍放大
物镜
物镜焦平面 选区光阑
中间镜
投影镜
中
间Βιβλιοθήκη Baidu
镜
的
物
L1 平
面
和
L2
物
镜
的
后
焦
面
重
合
电子衍射
一、相同点
1.原理 布拉格方程： 2dsinθ=λ 多晶：同心圆环
电子波波长很短
布拉格方程： 2dsinθ=λ
常见晶体的晶面间距10-1nm量级
X射线衍射 Cu靶Kα 波长:0.154nm θ:0~90°
电子衍射
100V~200V 波长10-3nm量级 θ:10-2rad<1 °
二、不同之处——之二
爱瓦尔德球图解衍射必要条件
反射球 爱瓦尔德球
产生衍射的必要条件：零 层倒易截面上的倒易阵点 （如G）落在反射球上。
2.衍射花样 单晶：排列整齐的斑点 非晶：散漫的中心斑点
多晶衍射花样
NiFe多晶纳米薄膜 的电子衍射花样
X射线衍射平板照相法 多晶样品
单晶衍射花样
La3Cu2VO9单晶体 的电子衍射图
劳埃法测得的LiF单 晶X射线衍射底片
非晶衍射花样
X射线衍射仪图谱
电子衍射花样
二、不同之处——之一
1.电子衍射θ角很小
入射束与晶带轴 重合，无衍射
r
Or k
k [uvw] 晶带的 零层倒
r θ 易截面 O* g h k l
试样倾斜θ角，某 些晶面发生衍射
二、不同之处——之二
周转晶体法：单色 X射线照射单晶体 ，晶体连续旋转， θ角连续改变，晶 面逐一发生衍射。
多晶衍射仪： θ-2θ 联动，逐一接收衍 射X射线。
k gr h k l G (uvw)*0
电子波的波长很短 反射球半径k=1/λ很大，θ很小
O*
ΔOO*G∽ΔOO’G
O’ R G’
kg LR
R gL Lg
k
二、不同之处——之四
4.原子对电子的散射能力远高于它对 X射线的散射能力（约高出四个数量 级），故电子衍射束的强度很大，摄 取衍射花样时曝光时间仅需数秒钟。
二、不同之处——之五
X射线衍射
得到的是样品的宏观 平均信息 表层和内部不可区分
点阵参数测量准确
电子衍射
微区形貌和结构同 位测量 表层结构分析
点阵参数不可靠
Thanks for your attention!
入射X射线
周转晶体法
二、不同之处——之二
2. 电子束与晶带轴严格重 合对称入射，仍可发生衍射 。
rO k
r O* g h k l
(uvw)*0
薄片试样的倒易阵点扩展
2/d
d
D
2/D
l
2/l
2/t
t
二、不同之处——之三
3. 电子衍射花样是零层倒易
截面的放大像，能直观地反
rO
映晶体内各晶面的位向。
L
θ
Or
k
rθ G
k
D
r hkl g hkl
O* 000
[uvw]晶 带的零层 倒易截面
k k 1
g hkl
1 d hkl
g
sin D G = 2
OG k
2d sin
rr k-k
gr
二、不同之处——之二
爱瓦尔德球图解衍射必要条件
rO k
O*
r g hkl
[uvw] 晶带的 零层倒 易截面
选自第十章：电子衍射 第2节:电子衍射原理
内容回顾
透
中 间
射
镜 的
物镜
衬度光阑
电
物 平
物镜像平面
镜面 和
中间镜
L1
物 镜
L2
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像 投影镜
平
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重
合
高倍放大
物镜
物镜焦平面 选区光阑
中间镜
投影镜
中
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镜
的
物
L1 平
面
和
L2
物
镜
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后
焦
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重
合
电子衍射
一、相同点
1.原理 布拉格方程： 2dsinθ=λ 多晶：同心圆环
电子波波长很短
布拉格方程： 2dsinθ=λ
常见晶体的晶面间距10-1nm量级
X射线衍射 Cu靶Kα 波长:0.154nm θ:0~90°
电子衍射
100V~200V 波长10-3nm量级 θ:10-2rad<1 °
二、不同之处——之二
爱瓦尔德球图解衍射必要条件
反射球 爱瓦尔德球
产生衍射的必要条件：零 层倒易截面上的倒易阵点 （如G）落在反射球上。
2.衍射花样 单晶：排列整齐的斑点 非晶：散漫的中心斑点
多晶衍射花样
NiFe多晶纳米薄膜 的电子衍射花样
X射线衍射平板照相法 多晶样品
单晶衍射花样
La3Cu2VO9单晶体 的电子衍射图
劳埃法测得的LiF单 晶X射线衍射底片
非晶衍射花样
X射线衍射仪图谱
电子衍射花样
二、不同之处——之一
1.电子衍射θ角很小
入射束与晶带轴 重合，无衍射
r
Or k
k [uvw] 晶带的 零层倒
r θ 易截面 O* g h k l
试样倾斜θ角，某 些晶面发生衍射
二、不同之处——之二
周转晶体法：单色 X射线照射单晶体 ，晶体连续旋转， θ角连续改变，晶 面逐一发生衍射。
多晶衍射仪： θ-2θ 联动，逐一接收衍 射X射线。
k gr h k l G (uvw)*0
电子波的波长很短 反射球半径k=1/λ很大，θ很小
O*
ΔOO*G∽ΔOO’G
O’ R G’
kg LR
R gL Lg
k
二、不同之处——之四
4.原子对电子的散射能力远高于它对 X射线的散射能力（约高出四个数量 级），故电子衍射束的强度很大，摄 取衍射花样时曝光时间仅需数秒钟。
二、不同之处——之五
X射线衍射
得到的是样品的宏观 平均信息 表层和内部不可区分
点阵参数测量准确
电子衍射
微区形貌和结构同 位测量 表层结构分析
点阵参数不可靠
Thanks for your attention!
入射X射线
周转晶体法
二、不同之处——之二
2. 电子束与晶带轴严格重 合对称入射，仍可发生衍射 。
rO k
r O* g h k l
(uvw)*0
薄片试样的倒易阵点扩展
2/d
d
D
2/D
l
2/l
2/t
t
二、不同之处——之三
3. 电子衍射花样是零层倒易
截面的放大像，能直观地反
rO
映晶体内各晶面的位向。
L
θ
Or
k
rθ G
k
D
r hkl g hkl
O* 000
[uvw]晶 带的零层 倒易截面
k k 1
g hkl
1 d hkl
g
sin D G = 2
OG k
2d sin
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gr
二、不同之处——之二
爱瓦尔德球图解衍射必要条件
rO k
O*
r g hkl
[uvw] 晶带的 零层倒 易截面