电镜数据分析

TEM图像
材料的现代分析测试
HRTEM图像
55 nn mm
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11 00
nn mm
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11 00
nn mm
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SiO2球SEM照片
材料的现代分析测试
00 .. 55 µµ mm
SiO2球
TEM图像
材料的现代分析测试
55 00 nn mm
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• TEM象
材料的现代分析测试
GP-I区的HRTEM和HAADF-STEM象
（显示出Cu原子的位置）
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GP-II区中的单Cu原子层和双Cu原子层的观 察
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一些图例
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Lattice defect in CdTe 晶格缺陷
材料的现代分析测试
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HRTEM和HAADF-STEM的成象
• HRTEM：平行电子束入射，在荧光屏上显示出透射和 散射电子波的相位衬度，反映了原子象。
• HAADF：会聚电子束入射并扫描，用环形探头收集弹 性散射电子，重原子象为亮点。
材料的现代分析测试
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SrTiO4的HRTEM和HAADF象的比较
M5锆合金管坯显微组织
材料的现代分析测试
55
nn mm
AlMgSi合金及时效析出Mg2Si相
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比较SEM图像 ZnO纳米管
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比较SEM图像
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比较SEM图像 C纳米管覆金颗粒
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11 00 00
nn mm
薄壁C纳米管上沉积Au纳米颗粒
可观察到Sr原子阵列的位置
TEM
(020) (200)
2.5nm
HAADF
(311)
(111)
SrTiO4 材料的现代分析测试
Al-Cu合金中GP区的HRTEM和HAADF-STEM 象
• 淬火后的Al-Cu合金在低温时效时CuAl2相的析出遵循如 下规律：GP-I—GP-II（”）—’—（CuAl2）
11 00 00
nn mm
化学方法制备In2O3纳米微孔颗粒
材料的现代分析测试
11 00 nn mm
材料的现代分析测试
22 00 nn mm
AlN(4 nm)/SiO2(0.6 nm)多层膜的低倍截面HRTEM像
材料的现代分析测试
11 00
nn mm
材料的现代分析测试
• 两束电子之间的光程差为：（Z/cos—Z），如满足 n =(Z/cos—Z），则相互干涉后会行成一系列的
强度条纹（ Fresnel条纹）。是电子束通过薄膜后产 生的相位差。
材料的现代分析测试
第二相粒子的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ度
• 一般来说，可以通过两种方式引起第二相的衬度。 1.穿过粒子晶体的衍射波，其振幅和位相发生了变化. 2.粒子的存在引起周围点阵发生局部畸变，类似于位错 的衬度。
透射电镜数据分析
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数据分析
• 形貌 • 电子衍射 • 高分辨像 • 成分分析
材料的现代分析测试
振幅衬度和衍射衬度
• 样品中质量厚度大的部分被挡（光阑）掉的弹性散射电子数多， 在成像中相应的部分就成为较暗的地区，形成振幅衬度。
• 晶体中的原子作周期排列，入射电子与它们相碰撞时会在某些特 定方向产生很强的散射波，这就是通常所说的Bragg衍射。
2dsinθ=nλ.这样，用透射电子束成象时,取向不同的晶粒就可以
得到不同的衬度,反应出它们不同的取向，形成衍射衬度。
•
衍衬象
中心暗场衍衬象
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相位衬度 • 从电子波动性来看，入射 电子中的透射波与散射波之间有相位差
（特薄的样品除外）。样品各部分散射波的强弱不同，透射波与散 射 波合成成象时就会出现明暗的差别，称为相位衬度。 • 当试样很薄时，可以忽略电子的非弹性散射影响，电子在逸出样 品下表面时，振幅几乎没有变化，可以认为只有相位变化。但是从 荧光屏上观察不到电子波的相位变化，而只有将相位的不同转化为 振幅的不同后才能从荧光屏上观察到。A为透射波，C为散射波，A+C 的合成波为B波。当A与C波重新在相面上组合，若物镜为完整透镜、 正聚焦以及无光阑的情况下，此时象面与物面为严格的共轭面，成 为一片亮的象而无细节，不能反映相位衬度。
范围内,(hkl)晶面存在额外的附加偏差s’。离位错愈远，ls’l值小,在
位错的右边s’ >0，在其左边s’ <0。在右边区域内（如B)，总偏差
s0+s’ >s0，衍射强度IB <I；而在左边，s’与s0的符号相反，总偏差
s0+s’ <s0，在某个位置（如D’）时恰使s0+s’=0，衍射强度ID’=Imax。
材料的现代分析测试
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Kikuch（菊池）线
• 在较厚并且完整的晶体中，入射电子束产生非弹性散 射电子，接着又受到Bragg衍射后形成的图象
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EBSD
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Moire图型
• 当两层晶面间距不同或倾斜角度不同的薄晶体叠放时 ，会形成moire图（水纹象）。 (a)平行moire图；(b)旋转moire图。
Ig
1/sg
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消光条纹
• 倾动样品，消光条纹的位置将跟着变动，在荧光屏上 扫动。有时在移动样品后，当电子束入射引起样品加 热而发生翘曲变形时也有同样现象（在STEM模式下可 消减）。
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Fresnel（费涅尔）条纹
• 电子光源的直接波和来自微孔边缘的散射波发生干涉 而呈现的明暗条纹图。常用微栅孔的 Fresnel 条纹的对 称性来判别物镜象散和进行消象散操作。
这样，在偏离位错线的左侧，
产
生位错线的象，暗场中为亮
线，
明场中为暗线。
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a，铜合金轻微变形后位错在初滑移和交滑移面上的分布 b，铜合金 轻微变形后位错在孪晶界的排列 c，铜合金轻微变形后的层错
a
b
c
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厚度条纹
s不变，t变：
Ig
(
g
)2
sin2 ( sgt) ( sg )2
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衍衬像
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相位衬度
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位错线的衬度
• （hkl)是由于位错线D引起局部畸变的一组晶面，若该晶与Bragg条
件的偏离参量为s0,并设s0 > 0，则在远离位错的区域（如A和C位置 ）衍射波的强度为I。位错引起它附近晶面的局部转动，在应变场