tem衍射花样原理
TEM衍射斑的形成理论与基本成像操作解析
用hkl替换abc，用 mpn替换r1、r2、r3
h k 2 m 整理后得： k l 2 n h l 2 p
自己想的不懂对 不对，仅供参考， 求指导==！
h k m 2 2 k l n 2 2 h l p 2 2
电子衍射
——衍射斑的形成理论与基本成像操作
电子衍射和电子衍衬分析是透射电镜在材料 中的两个最重要且最常见的应用技术。除此之外， 还有能谱和能损谱技术。
电子衍射常用来分析和确定材料中的相结 构。电子衍射操作是把倒易点阵中的图像通过 空间转换并在正空间记录下来形成衍射花样， 通过对衍射花样的分析我们可以对被测材料中 相的晶体结构等作出判断。
电子衍射的原理
3. 点阵消光
定义：倒易点阵的分布是与晶体原胞对应的，在 晶体学或衍射物理中，人们更习惯地采用布拉菲 晶胞来处理各类相关的问题，从而人为的造成消 光，即点阵消光。
简要推导
常见晶体结构的 衍射消光条件
电子衍射的原理
3. 点阵消光
晶体结构 简单立方 bcc（体心立方） 衍射斑点的消光条件 没有限制，都能衍射 h+k+l=奇数
电子衍射谱的标定
2. 单晶电子衍射标定的d值举例法举例
(2)、根据公式rd=L λ， 求A、B衍射斑对应 的面间距d1和d2 ，与 物样PDF数据比较， 找出与d1和d2相吻合 的面指数{hkl}1和 {hkl}2 公式rd=L λ说明：
L r
电子衍射谱的标定
2. 单晶电子衍射标定的d值举例法举例
晶格+基元=晶体结构
(a)
(b)
(c)
布拉菲晶胞及点阵消光简要推导
TEM分析中电子衍射花样标定
TEM分析中电子衍射花样标定TEM分析中电子衍射花样的标定是指确定其中的晶格参数和晶体结构。
电子衍射是由于电子束通过晶体时，与晶体中的电子相互作用而散射产生的。
电子束通过晶体时，遇到晶体的晶面时，会发生弹性散射，产生衍射现象。
衍射光束的方向、强度和间距在电子显微镜中可以通过观察电子衍射花样来确定，进而得到晶体的晶格参数和结构信息。
在进行电子衍射花样标定之前，首先需要准备一片单晶样品。
单晶样品的制备是一个关键步骤，需要从熔融状态下使样品高度纯净的晶体生长过程中得到。
然后将单晶样品切割成薄片，通常厚度在几十纳米到一百纳米左右。
进行TEM分析时，需要将薄片放置在透明网格上，并将其放入TEM样品船中。
接下来，将TEM样品船放入TEM仪器中，并进行样品的调准和调节。
在TEM仪器中，通过侧向显示出TEM样品的像，调整样品的倾角和旋转角度，使其与电子束的传输轴垂直以及平行于透明栅中的线。
这样才能观察到电子衍射花样。
接下来是电子衍射花样的标定过程。
首先，将TEM仪器调节到电子衍射模式，并将图像显示在荧光屏上。
然后，调节TEM仪器中的操作控制器，使得样品的电子束以其中一种特定的角度来照射样品。
在进行电子衍射花样标定时，可以首先使用标准单晶样品进行实验。
标准单晶样品的晶格参数和结构已经被广泛研究和报道。
通过将标准单晶样品放入TEM仪器中，来测量其电子衍射花样，并将其与实际观察到的电子衍射花样进行对比和校准。
此外，还可以使用获得的电子衍射花样，与理论模拟的电子衍射图案进行比对。
在进行电子衍射花样的标定时，需要考虑到以下几个因素。
首先，样品的薄度和各向异性。
样品的薄度会影响电子束的穿透和样品的衍射效果。
其次，电子束的聚焦和调整，以获得清晰的电子衍射花样。
最后，还需要注意TEM仪器的标定和校准，以确保获得准确的电子衍射花样。
总结起来，TEM分析中电子衍射花样的标定是一个复杂的过程，需要准备好单晶样品，并在TEM仪器中进行样品的调准和调节。
【精编】TEM-的原理PPT课件
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电源与控制系统
供电系统主要用于提供两部分电源： 一是电子枪加速电子用的小电流高压电源； 一是透镜激磁用的大电流低压电源。
若加速电压和透镜激磁电流不稳定，会产生严重
色差及降低电镜分辨本领，
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三 衍射花样分析
1） 单晶体的衍射花样。
一个较熟练的电镜工作者，对常见晶体的主要晶带标准衍射花样是熟 悉的。因此，在观察样品时，一套衍射斑点出现(特别是当样品的材 料已知时)，基本可以判断是哪个晶带的衍射斑点。
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TEM电子衍射的原理
TEM电子衍射的原理TEM是透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope）的简称，是一种使用电子束而不是光束进行观察和分析的显微镜。
TEM利用电子束穿过样品并与样品相互作用，然后将电子衍射的图样转换为样品的结构信息。
TEM电子衍射的原理基于布拉格公式，即nλ = 2dsinθ，其中n为衍射级数，λ为入射电子的波长，d为晶格参数，θ为衍射角。
当电子束穿过晶体时，晶格中的原子对电子束起到散射作用，形成衍射图样。
这些衍射图样即可用来分析晶格信息及其结构。
1.电子源：电子转移系统通过高压电子火花或透射电子枪产生一束高速电子流。
电子束由一系列电磁透镜束聚并形成高能束。
2.准直系统：使用透镜系统将电子束准直，以确保它在整个样品上尽可能平行。
3.样品台：样品台是一个用于支撑样品的平台，样品被安置在这个平台上。
平台上提供了一系列探测器，以捕捉散射的电子。
4.电子与样品相互作用：电子束穿过样品并与样品中的原子相互作用。
原子对电子产生散射效应，并产生衍射图样。
5.探测器：使用一系列探测器来收集电子的散射。
这些探测器可以测量衍射电子的强度和角度，以确定晶体结构。
6.图像形成：电子衍射模式进入与样品台相连的CCD摄像机，生成衍射图像。
通过TEM电子衍射，我们可以得到样品的晶体结构、晶格参数、晶面指数、晶体取向等信息。
这对于理解材料的性质和行为非常重要。
另外，TEM还可以结合其他技术如能谱分析和显微成像技术，实现对样品的更全面的表征。
然而，使用TEM电子衍射还会面临一些挑战。
首先，电子束的能量较高，容易对样品造成辐射损伤，因此需要进行谨慎的操作和控制。
其次，电子束在穿过样品时容易受到散射和多次散射的影响，导致失真和模糊的衍射图样。
这需要使用一些衍射技术如选区电子衍射（Selected Area Electron Diffraction）和倾斜衍射（Precession Electron Diffraction）来克服这些问题并提高分辨率。
电子衍射谱的形成原理与标定方法
《高分辨电子显微学》读书报告题目：电子衍射谱的形成原理与标定方法学院：专业：姓名：学号：简单电子衍射花样的形成与标定方法现代科学技术的迅速发展，要求材料科学工作者能够及时提供具有良好力学性能的结构材料及具有各种物理化学性能的功能材料。
而材料的性能往往取决于它的微观结构及成分分布。
因此，为了研究新的材料或改善传统材料，必须以尽可能高的分辨能力观测和分析材料在制备、加工及使用条件下（包括相变过程中，外加应力及各种环境因素作用下等）微观结构和微区成分的变化，并进而揭示材料成分—工艺—微观结构—性能之间关系的规律，建立和发展材料科学的基本理论。
透射电子显微镜（TEM）正是这样一种能够达到原子尺度的分辨能力，同时提供物理分析和化学分析所需全部功能的仪器。
特别是选区电子衍射技术的应用，使得微区形貌与微区晶体结构分析结合起来，再配以能谱或波谱进行微区成份分析，得到全面的信息。
一、TEM的成像原理电子显微镜成像原理符合阿贝成像理论，如图1所示：平行于光轴的光通过如同一个衍射的物面后，受到衍射而形成向各个方向传播的平面波。
如物镜的孔径足够大，以至可以接受由物面衍射的所有光，这些衍射光在后焦面上形成夫琅禾费衍射图样，焦平面上每一点又可以看成是相干的次波源，它们的光强度正比于各点振幅的平方，由这些次波源发出的光在像面上叠加而形成了物面的像。
透镜的成像作用可以分为两个过程：第一个过程是平行电子束遭到物的散射作用而分裂成为各级衍射谱，即由物变换到衍射的过程；第二个过程是各级衍射谱经过干涉重新在像平面上会聚成诸像点，即由衍射重新变换到物(像是放大了的物)的过程。
透射电子显微镜不仅能观察图像，如图2（a）所示，而且可以作为一个高分辨的电子衍射仪使用，通过减弱中间镜电流来增大其物距，使其物平面与物镜的后焦面相重，这样就可以把物镜产生的衍射谱透到中间镜的像平面上，得到一次放大了的电子衍射谱，再经过投影镜的放大作用，最后在荧光屏上得到二次放大的电子衍射谱，如图2（b）所示。
TEM 分析中电子衍射花样标定
TEM分析中电子衍射花样的标定原理第一节 电子衍射的原理1.1 电子衍射谱的种类在透射电镜的衍射花样中，对于不同的试样，采用不同的衍射方式时，可以观察到多种形式的衍射结果。
如单晶电子衍射花样，多晶电子衍射花样，非晶电子衍射花样，会聚束电子衍射花样，菊池花样等。
而且由于晶体本身的结构特点也会在电子衍射花样中体现出来，如有序相的电子衍射花样会具有其本身的特点，另外，由于二次衍射等会使电子衍射花样变得更加复杂。
上图中，图a和d是简单的单晶电子衍射花样，图b是一种沿[111]p方向出现了六倍周期的有序钙钛矿的单晶电子衍射花样（有序相的电子衍射花样）；图c是非晶的电子衍射结果，图e和g是多晶电子的衍射花样；图f是二次衍射花样，由于二次衍射的存在，使得每个斑点周围都出现了大量的卫星斑；图i和j是典型的菊池花样；图h和k是会聚束电子衍射花样。
在弄清楚为什么会出现上面那些不同的衍射结果之前，我们应该先搞清楚电子衍射的产生原理。
电子衍射花样产生的原理与X 射线并没有本质的区别，但由于电子的波长非常短，使得电子衍射有其自身的特点。
1.2 电子衍射谱的成像原理在用厄瓦尔德球讨论X射线或者电子衍射的成像几何原理时，我们其实是把样品当成了一个几何点，但实际的样品总是有大小的，因此从样品中出来的光线严格地讲不能当成是一支光线。
之所以我们能够用厄瓦尔德来讨论问题，完全是由于反射球足够大，存在一种近似关系。
如果要严格地理解电子衍射的形成原理，就有必要搞清楚两个概念：Fresnel（菲涅尔）衍射和Fraunhofer（夫朗和费）衍射。
所谓Fresnel（菲涅尔）衍射又称为近场衍射，而Fraunhofer（夫朗和费）衍射又称为远场衍射.在透射电子显微分析中，即有Fresnel（菲涅尔）衍射（近场衍射）现象，同时也有Fraunhofer（夫朗和费）衍射（远场衍射）。
Fresnel（菲涅尔）衍射（近场衍射）现象主要在图像模式下出现，而Fraunhofer（夫朗和费）衍射（远场衍射）主要是在衍射情况下出现。
TEM透射电镜中的电子衍射及分析(实例)
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入射束
(h k l )
2q 2q
f
2q
试样
物镜 后焦面
图2-7
衍射花样形成示意图
精选版课件ppt
象平面
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(图2-8), Ewald图解法:
•电子波长短，单晶的电子衍射花样婉如晶体的倒 易点阵的一个二维截面在底片上放大投影，从底片 上的电子衍射花样可以直观地辨认出一些晶体的结 构和有关取向关系，使晶体结构的研究比X射线简 单。
•物质对电子散射主要是核散射，因此散射强，约 为X射线一万倍，曝光时间短。
精选版课件ppt
3
• 不足之处
电子衍射强度有时几乎与透射束相当，以致两者 产生交互作用，使电子衍射花样，特别是强度分 析变得复杂，不能象X射线那样从测量衍射强度 来广泛的测定结构。此外，散射强度高导致电子 透射能力有限，要求试样薄，这就使试样制备工 作较X射线复杂；在精度方面也远比X射线低。
精选版课件ppt
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3. 抽出物镜光栏，减弱中间镜电流，使中间镜物 平面移到物镜背焦面，荧光屏上可观察到放大的 电子衍射花样
4. 用中间镜旋钮调节中间镜电流，使中心斑最小 最园，其余斑点明锐，此时中间镜物面与物镜背 焦面相重合。
5. 减弱第二聚光镜电流，使投影到样品上 的入 射束散焦（近似平行束），摄照（30s左右）
(h3k3l3)
(h2k2l2)
倒空间
(h3k3l3)
(h1k1l1)
(h2k2l2) (h1k1l1)
图2-3 晶带 正空间与 倒空间对 应关系图
TEM衍射斑的形成理论与基本成像操作
试确定该晶体产生衍射的条件。
a b c 某一立方晶体的滑移面为 (1 1 0) ，滑移分量为： T 2 2 2
电子衍射的原理
解：考察消光规律的平面必须是滑移面的垂面 （hhl），出现衍射的条件是：
h h l n 2 2 2
看不懂，求指导 T _ T！
即
2h+l=2n
所以衍射谱中会出现如（112）、（114）、 （116）、（002）等衍射斑，而（111）、（113）、 （115）、（001）等斑点会消失。
电子衍射的原理
根据布拉格方程，综合考虑晶体点阵消光和 结构消光后，就可确定对应的倒易点阵。
如图，如果倒易 点阵都是理想意义上 的点，那么根本不可 能使某个零层倒易面 上的点同时落在厄瓦 尔德球上。那么，之 所以能得到衍射花样， 又要回到电子衍射自 身的特点来解释。
此式说明，基于布拉菲点阵 的布拉格方程中忽略了面心立方 原胞中的附加原子，通过该原子 相对于布拉菲点阵的平移特征， 计算出的面心立方还应满足的衍 射限制条件为：hkl奇偶混合。
电子衍射谱的标定
除此之外，常见的电子衍射谱的标定工作还 包括：多晶电子衍射标定、未知结构衍射分析、 多次电子衍射原理及其衍射谱分析、栾晶电子衍 射分析及厚单晶衍射图、晶体织构衍射谱分析等。 其原理都有具体方法可查，在原理介绍中不做过 多说明！
电子衍射
——衍射斑的形成理论与基本成像操作
米 沥
布拉菲晶胞及点阵消光简要推导
晶格+基元=晶体结构
(a)
(b)
(c)
布拉菲晶胞及点阵消光简要推导
简单立方，既是晶胞也是原胞
面心立方（fcc）
原胞
布拉菲晶胞及点阵消光简要推导
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tem衍射花样原理
TEM衍射花样原理
透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope，TEM）是一种利用电子束来观察物质结构的高分辨率显微镜。
TEM的分辨率比光学显微镜高得多，可以观察到更小的物质结构。
TEM的一个重要应用是通过衍射花样来研究物质的晶体结构。
TEM衍射花样是指当电子束穿过物质时，由于物质的晶体结构对电子的散射作用，电子束会形成一系列明亮和暗淡的环形花样。
这些花样可以用来确定物质的晶体结构和晶格常数。
TEM衍射花样的形成原理是基于布拉格衍射定律。
布拉格衍射定律是指当X射线或电子束穿过晶体时，会被晶体中的原子散射，形成一系列衍射峰。
这些衍射峰的位置和强度与晶体的晶格常数和原子排列有关。
TEM衍射花样的形成过程可以分为三个步骤。
首先，电子束穿过样品，与样品中的原子相互作用。
其次，电子束被散射，形成一系列衍射峰。
最后，这些衍射峰被记录在衍射图上，形成TEM衍射花样。
TEM衍射花样可以用来确定物质的晶体结构和晶格常数。
通过比较实验得到的衍射花样和理论计算得到的衍射花样，可以确定物质的晶体结构和晶格常数。
这对于研究物质的性质和应用具有重要意
义。
TEM衍射花样是一种重要的研究物质晶体结构的方法。
通过观察TEM衍射花样，可以确定物质的晶体结构和晶格常数，为研究物质的性质和应用提供了重要的信息。