章晶体薄膜衍衬成象分析

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常见象（1）—等厚条纹
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常见象（1）—等厚条纹
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常见象（2）—倾斜晶界
倾斜晶界可利用等厚条纹原理来分析
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常见象（3）—等倾条纹
当试样厚度保持恒定，对于弯曲晶体： Ig＝（t )2 Sin2(ts)/ g2(ts)2
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透射电镜对样品的要求
试样最大尺寸，直径不超过3mm；
样品厚度足够薄，使电子束可以通过， 一般厚度为100－200nm； 样品不含水、易挥发性物质及酸碱等 腐 蚀性物质；
样品具有足够的强度和稳定性；
清洁无污染
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制样技术—薄膜
生物样品、高分子材料—超薄切片 金属样品—电解双喷减薄 陶瓷样品—离子减薄
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常见象（6）—位错
区分位错线和等倾条纹的方法：倾动试 样时，位错衬度只在原地变化，或隐或 现或弱，而不会移动位置；等倾条纹随 着各处位向连续变化，在荧光屏上可观 察到其迅速扫动
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常见象（7）—第二相粒子
第二相衬度包括： • 周围应变场的衬度 • 第二相本身的位向衬度 • 结构因子差别导致的衬度 • 产生波纹图 • 第二相与基体的相界衬度和位移衬度
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常见象（4）—层错
层错明场象，外侧条纹衬度相对于中心 对称，而暗场象是不对称的
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常见象（5）—孪晶界和晶界
孪晶的衍衬象不同于层错。孪晶是由黑 白衬度相间、宽度不等的平行条带构成， 相间的相同衬度条带为同一位向，而另 一衬度条带为相对称的位向。层错是等 间距的条纹
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三、常见象及其特征
衍衬象反映试样内部的结晶学特性，有 时它包含一些衍射效应造成的特殊现象， 因此不能将衍衬象与实物简单地等同起 来。
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常见象（1）—等厚条纹
当衍射晶面偏离矢量S保持恒定，则衍射 强度：
Ig＝Sin2(ts)/(sg)2
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常见象（5）—孪晶界和晶界
孪晶界是结晶学平面，且孪晶界两侧晶 体为镜面对称，所以其晶界条纹是笔直 的，且条纹两侧晶体衬度往往相反，而 一般晶界却无此特征
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常见象（6）—位错
位错并不是几何意义上的线。电镜能观 察位错，是因为电子束射到试样以后， 在它的应变场区可能有畸变和偏转晶面 正好符合布拉格条件，这样晶体好区未 符合衍射条件在明场观察时呈明衬度， 而位错区中那些符合布拉格条件的畸变 面产生衍射，使位错附近呈现一条暗线
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常见象（7）—第二相粒子
共格第二相粒子的衍衬图象并不是该粒 子真正的形状和大小，这是一种因基体 畸变而造成的间接衬度
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常见象（8）—GP区
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11.4 相位衬度简介
入射电子波穿过极薄的试样后，散射波 和透射束之间存在相位差（其振幅基本 不变），到达象平面处发生干涉，决定 象平面处合成波的强度，使像点具有与 试样特征相关的亮度，这种图象衬度称 为相位衬度
试样内应变的大小，它决定着衍射束的
强弱。
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三个参数—试样厚度t
它决定着入射电子在试样中弹性散射的 次数和非弹性散射几率，以及由此而来 的衍射强弱
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三个参数—消光距离g
它描述电子束强度在由极大到极小又到 极大完成一变化周期沿入射束方向所经 历的距离。
第十一章
晶体薄膜衍衬成象分析
➢ 概述
➢薄膜样品的制备 ➢衍衬成象原理
➢相位衬度简介
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11.1 概述
由与样品内结晶学性质有关的电子衍射特征所 决定的衬度，称为衍射衬度 适用于薄晶样品的图象分析，主要用于晶体缺 陷的分析
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11.2 薄膜样品的制备
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11.3 衍衬成象原理
成象原理 三个参数
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一、成象原理
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成象原理—明场（BF）象
IA＝I0 IB＝I0－Ihkl A晶粒的象比较亮，B晶粒的象比较暗
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成象原理—暗场（DF）象
IA＝0 IB＝Ihkl A0
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二、三个参数
描述试样对电子束强度变化的影响包括 三个参数： 衍射晶面偏离矢量S 试样厚度t 消光距离g
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三个参数—衍射晶面偏离矢量S
它描述反射面偏离布拉格位置的情形，
其大小取决于试样对入射束的取向以及
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试样厚度小于100 Å ，甚至30Å。
得到高分辨象，目前能观察到晶格象和 原子投影位置的结构象。
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常见象（3）—等倾条纹
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常见象（3）—等倾条纹
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常见象（4）—层错
堆垛层错是最简单的一种面缺陷，其存 在相当于使其上下两晶体发生一相对位 移R，而g和s不变，当入射束穿越层错 区时仅发生＝2 g •R的相位变化
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常见象（4）—层错
层错衬度在确定条件下，除与位移矢R有 关，还与层错在试样中的深度位置有关， 形成平行于迹线的等高条纹，外形上与 等厚条纹相似，但细节上仍有差异。层 错衬度图象中外侧条纹较深，中间渐淡； 等厚条纹相应于薄边一侧较深且比较清 晰，伸向内部较厚一侧，则逐渐变淡以 至模糊消失