材料现代分析方法

为物质波，又有其自身的特点：

（1）电子波的波长比X射线短得多，通常低两个数量级；

（2）在进行电子衍射操作时采用薄晶样品，薄样品的倒易点阵会沿着样品厚度方向延伸成杆状，因此，增加了倒易点阵和爱瓦尔德球相交截的机会，结果使略微偏离布拉格条件的电子束也可发生衍射。

（3）因电子波的波长短，采用爱瓦尔德球图解时，反射球的半径很大，在衍射角较小的范围内反射球的球面可以近似地看成是一个平面，从而也可以认为电子衍射产生的衍射斑点大致分布在一个二维倒易截面上。

（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） 2.倒易点阵与正点阵之间的关系如何？倒易点阵与晶体的电子衍射斑点之间有何对应关系？

答：倒易点阵是在正点阵的基础上三个坐标轴各自旋转90度而得到的。

关系：零层倒易截面与电子衍射束是重合的，其余的截面是在电子衍射斑基础上的放大或缩小。

3.用爱瓦尔德图解法证明布拉格定律。

答：以O为中心，

1?1为k，k?。

??为半径作一个球，入射波矢量

此时若有倒易阵点G（指数为hkl）正好落在爱瓦尔德球的球面上，则相应的晶面组（hkl）与入射束方

????向比满足布拉格条件，而衍射束方向即OG，或者

???1写成波矢量为k'，其长度也为。

???????*根据倒易矢量的定义，OG?g，于是得到 ?????k'?k?g

由O向O*G作垂线，垂足为D，因为g//Nhkl，所

以OD就是正空间中（hkl）晶面的方位，若它与入射束方向的夹角为?，则有

?O*D?OO*sin?，

g11

?ksin?，g?，k??2dsin??? 2?d（类似解释：首先作晶体的倒易点阵，O为倒易原点。入射线沿O’O方向入射，且令O’O =S0/λ。 以0’为球心，以1/λ为半径画一球，称反射球。若球面与倒易点B相交，连O’B则有O’B- S0/λ =OB，这里OB为一倒易矢量。因O’O =OB=1/λ，故△O’OB为与等腰三角形等效，O’B是一衍射线方向。由此可见，当x射线沿O’O方向入射的情况下，所有能发生反射的晶面，其倒易点都应落在以O’为球心。以1/λ为半径的球面

上，从球心O’指向倒易点的方向是相应晶面反射线的方向。)

5.何为零层倒易截面和晶带定理？说明同一晶带中各晶面及其倒易矢量与晶带轴之间的关系。

由于实际的样品晶体都有确定的形状和有限的尺寸，因而它们的倒易阵点不是一个几何意义上的点，而是沿着晶体尺寸较小的方向发生扩展，扩展量为该方向上实际尺寸倒数的2倍。

7.何为对称入射（B//【uvw】）时，即只有倒易点阵原点在爱瓦尔德球面上，也能得到除中心斑点以外的一些列衍射斑点？

由于实际的样品晶体都有确定的形状和有限的尺寸，因而它们的倒易阵点不是一个几何意义上的点，而是沿着晶体尺寸较小的方向发生扩展，扩展量为该方向上实际尺寸倒数的2倍。

第十一章

2. 何谓衬度？它与质厚衬度有什么区别？

答：由于样品中不同位向的晶体的衍射条件不同而造成的衬度差别叫做衍射衬度。质厚衬度是由于样品不同微区间存在的原子序数或厚度的差异而形成的。

3.画图说明衍衬成象原理，并说明什么是明场象，暗场象和中心暗场象。 答：在透射电子显微镜下观察晶体薄膜样品所获得的图像，其衬度特征与该晶体材料同入射电子束交互作用产生的电子衍射现象直接有关，此种衬度被称为衍射衬度，简称“衍衬”?利用单一光束的成像方式可以简单地通过在物镜背焦平面上插入一个孔径足够小的光阑（光阑孔半径小于r）来实现。

?明场:?光栏孔只让透射束通过,荧光屏上亮的区域是透射区

?暗场:?光栏孔只让衍射束通过,荧光屏上亮的区域是产生衍射的晶体区

4.说明是消光距离？影响晶体消光距离的主要物性参数和外界条件是什么？

答：（1）由于衍射束与透射之间存在强烈的相互作用，晶体内透射波与入射波的强度在晶体深度方向上发生周期性的振荡，此振荡的深度周期叫消光距离。 （2）影响因素：晶体特征，成像透镜的参数。

第十三章

1. 电子束入射固体样品表面会激发哪些信号? 它们有哪些特点和用途?

答：背散射电子:能量高；来自样品表面几百nm深度范围；其产额随原子序数增大而增多.用作形貌分析、成分分析以及结构分析。

二次电子:能量较低；来自表层5－10nm深度范围；对样品表面状态十分敏感.不能进行成分分析.主要用于分析样品表面形貌。

吸收电子:其衬度恰好和SE或BE信号调制图像衬度相反;与背散射电子的衬度互补.吸收电子能产生原子序数衬度，即可用来进行定性的微区成分分析.

透射电子：透射电子信号由微区的厚度、成分和晶体结构决定.可进行微区成分分析. 特征X射线:用特征值进行成分分析，来自样品较深的区域

俄歇电子:各元素的俄歇电子能量值低；来自样品表面1－2nm范围。适合做表面分析. 2.扫描电子显微镜的分辨率受哪些因素的影响？用不同的信号成像时，其分辨率有何不同？所谓扫描电子显微镜的分辨率是指用何种信号成像时的分辨率？

答：在其他条件相同的情况下，电子束的束斑大小、检测信号的类型以及检测部位的原子序数是影响扫描电镜分辨率的三大因素。不同信号成像时，其作用体不同，二次电子分辨率最高，其最用的体积最小。所以扫描电镜的分辨率用二次电子像分辨率表示。

4.二次电子像和背散射电子像在显示表面形貌衬度形成原理，并举例说明在分析样品中元素分布的应用。

答：二次电子像显示表面形貌衬度时： 1）凸出的尖棱，小粒子以及比较陡的斜面处SE产额较多，在荧光屏上这部分的亮度较大。 2）平面上的SE产额较小，亮度较低。 3）在深的凹槽底部尽管能产生较多二次电子，使其不易被控制到，因此相应衬度也较暗。 背散射电子像显示表面形貌衬度时：

1）用BE进行形貌分析时，其分辨率远比SE像低。

2）BE能量高，以直线轨迹逸出样品表面，对于背向检测器的样品表面，因检测器无法收集到BE而变成一片阴影，因此，其图象衬度很强，衬度太大会失去细节的层次，不利于分析。因此，BE形貌分析效果远不及SE，故一般不用BE信号。 应用：

第十五章

1.电子探针仪与扫描电子显微镜有何异同？电子探针仪如何与扫描电子显微镜和投射电子显微镜配合进行组织结构与微区化学成分的同位分析？

答：由于样品中不同位向的晶体的衍射条件不同而造成的衬度差别叫做衍射衬度。质厚衬度是由于样品不同微区间存在的原子序数或厚度的差异而形成的。