电子显微分析试题级答案(中南大学)

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下表为与该体心立方物相对应的表格的一部分。
K
U VW
H1 K1 L1
H2 K2 L2
R2/R R3/R1
FAI D1 D2
1
1 1 1 1 0 1 -1
-1 0 1
1.00 1.000
120.00 2.744 2.744
0
4 1 0 0 0 -1 -1
0 1 -1
1.00 1.414
90.00 2.744 2.744
的波长为 0.0197 埃),相机长度 100cm,理论相机常数为 19.7mm.Ǻ.请先标定该铜晶体的花样, 并校正该电镜在相机长度为 100cm 时的相机常数(该电镜由于多年没有校正相机常数,实际值与理 论值相差可能比较大)。附表为与铜晶体有关的衍射谱的几何特征表。
对全部高中资料试卷电气设备,在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验;通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关,系电通,力1根保过据护管生高线0产中不工资仅艺料可高试以中卷解资配决料置吊试技顶卷术层要是配求指置,机不对组规电在范气进高设行中备继资进电料行保试空护卷载高问与中题带资22负料,荷试而下卷且高总可中体保资配障料置各试时类卷,管调需路控要习试在题验最到;大位对限。设度在备内管进来路行确敷调保设整机过使组程其高1在中正资,常料要工试加况卷强下安看2与全22过,22度并22工且22作尽2下可护1都能关可地于以缩管正小路常故高工障中作高资;中料对资试于料卷继试连电卷接保破管护坏口进范处行围理整,高核或中对者资定对料值某试,些卷审异弯核常扁与高度校中固对资定图料盒纸试位,卷置编工.写况保复进护杂行层设自防备动腐与处跨装理接置,地高尤线中其弯资要曲料避半试免径卷错标调误高试高等方中,案资要,料求编5试技写、卷术重电保交要气护底设设装。备备4置管高调、动线中试电作敷资高气,设料中课并3技试资件且、术卷料拒管中试试调绝路包验卷试动敷含方技作设线案术,技槽以来术、及避管系免架统不等启必多动要项方高方案中式;资,对料为整试解套卷决启突高动然中过停语程机文中。电高因气中此课资,件料电中试力管卷高壁电中薄气资、设料接备试口进卷不行保严调护等试装问工置题作调,并试合且技理进术利行,用过要管关求线运电敷行力设高保技中护术资装。料置线试做缆卷到敷技准设术确原指灵则导活:。。在对对分于于线调差盒试动处过保,程护当中装不高置同中高电资中压料资回试料路卷试交技卷叉术调时问试,题技应,术采作是用为指金调发属试电隔人机板员一进,变行需压隔要器开在组处事在理前发;掌生同握内一图部线纸故槽资障内料时,、,强设需电备要回制进路造行须厂外同家部时出电切具源断高高习中中题资资电料料源试试,卷卷线试切缆验除敷报从设告而完与采毕相用,关高要技中进术资行资料检料试查,卷和并主检且要测了保处解护理现装。场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况,然后根据规范与规程规定,制定设备调试高中资料试卷方案。

电子显微学 练习题的参考答案

电子显微学 练习题的参考答案

练习题的参考解答第一章1. 计算在500 V 和100 kV 电压下电子的波长和相对论校正因子引入后的修正值。

解:1/2v (1.5/)0.05477nm 500h U λ===1/2v (1.5/)0.00387nm 100k h U λ=== 相对论校正因子引入后:v /0.05482nm 500h λ==v /0.00370nm 100k h λ==第三章1. 推导K K g '-=与布拉格公式的等价性。

解:由图3.2可知:K ′-K =21sin θλ,又:g =1/d故 21sin θλ=1/d 即:2d sin θ=λ ,两者是等价的。

2. 计算面心立方点阵和底心四方点阵的结构因子,说明衍射条件,并分别画出它们所对应倒易点阵。

解:对于面心立方点阵,晶胞中具有4个原子,分别位于000, 0 1/2 1/2, 1/2 1/2 0, 1/2 0 1/2:()2πi 1ej j jnhx ky lz hkl j j F f ++==∑()2πi 02πi 02πi 02πi 0222222e e e e h k h l k l j f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫++++++ ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎡⎤=+++⎢⎥⎢⎥⎣⎦()()()[]lk lh hk j f +++-+-+-+=1111所以,当h ,k ,l 为全奇时,F hkl =4f ;当h ,k ,l 为全偶时,F hkl =4f ;当h ,k ,l 不是全奇或全偶时,F hkl =0。

对于底心四方点阵,晶胞中具有2个原子,分别位于000,1/2 1/2 0:()2πi 1ej j jnhx ky lz hkl j j F f ++==∑()2πi 2πi 022e e h k f ⎛⎫+ ⎪⎝⎭⎡⎤=+⎢⎥⎢⎥⎣⎦()[]hk f +-+=11所以,当h +k =奇数时,F hkl =0,发生消光。

面心立方倒易点阵 底心四方倒易点阵3.计算NaCl 的结构因子,说明衍射晶面的条件,NaCl 晶胞的原子位置如下:Na :0 0 0,1/2 1/2 0,1/2 0 1/2,0 1/2 1/2; Cl :1/2 1/2 1/2,0 0 1/2,0 1/2 0,1/2 0 0。

电子显微分析试题集1

电子显微分析试题集1

材料结构分析一、名词解释:球差:球差是由于电磁透镜的中心区域和边沿区域对电子的会聚能力不同而造成的。

色差:由于入射电子波长(或能量)不同造成的。

景深:指在保持像清晰的前提下,试样在物平面上下沿镜轴可移动的距离,或者说试样超越物平面所允许的厚度。

焦深(焦长):指在保持像清晰的前提下,像平面沿镜轴可移动的距离,或者说观察屏或照相底版沿镜轴所允许的移动距离。

分辨率:成像物体上能分辨出的两个物点的最小距离明场像:让投射束通过物镜光阑所成的像暗场像:仅让衍射束通过物镜光阑所称的像消光距离:符合布拉格条件时透射波与衍射波之间能量交换或强度振荡的深度周期。

菊池花样:在稍厚的薄膜试样中观察电子衍射时,经常会发现在衍射谱的背景衬度上分布着黑白成对的线条。

这时,如果旋转试样,衍射斑的亮度虽然会有所变化,但它们的位置基本上不会改变。

但是,上述成对的线条却会随样品的转动迅速移动。

这样的衍射线条称为菊池线,带有菊池线的衍射花样称之为菊池衍射谱。

衍射衬度:衍射衬度是由于晶体薄膜的不同部位满足布拉格衍射条件的程度有差异而引起的衬度双光束条件:假设电子束穿过样品后,除了透射束以外,只存在一束较强的衍射束精确地符合布拉格条件,而其它的衍射束都大大偏离布拉格条件。

作为结果,衍射花样中除了透射斑以外,只有一个衍射斑的强度较大,其它的衍射斑强度基本上可以忽略,这种情况就是所谓的双光束条件。

电子背散射衍射:在扫描电子显微镜中,利用非弹性散射的背散射电子与晶体衍射后,在样品的背面得到的菊池衍射结果,其形成原理与TEM中的菊池衍射没有本质的区别二次电子:二次电子是被入射电子轰击出来并离开样品表面的核外电子,它来自于样品于距表面5~10nm深度范围,能量为0~50eV二次电子对样品表面形貌十分敏感,因此非常适合于表面形貌分析。

产额与原子序数之间没有明显的依赖关系,所以不能用它来进行成分分析。

背散射电子:是指被固体样品原子反弹回来的一部分入射电子,其中包括弹性背散射电子和非弹性背散射电子。

中南大学仪器分析练习题及答案(含部分考研复试题)

中南大学仪器分析练习题及答案(含部分考研复试题)

中南大学仪器分析练习题及答案(有部分题是考研复试题哦)1. 简述仪器分析法的特点。

答:1.仪器分析法灵敏度高。

2.仪器分析法多数选择性较好。

3.仪器分析法分析速度较快,利于批量样品分析。

4.易于使分析工作自动化。

5.相对误差较大。

6.设备复杂、价格昂贵,对仪器工作环境要求较高。

第二章光分析导论一、选择题1.在光学分析法中, 采用钨灯作光源的是( )(1)原子光谱(2)分子光谱(3)可见分子光谱(4)红外光谱2.可见光的能量应为( )(1) 1.24×104~1.24×106eV (2) 1.43×102~71 eV(3) 6.2 ~3.1 eV (4) 3.1 ~1.65 eV3.已知:h=6.63×10-34 J s则波长为0.01nm的光子能量为( )(1) 12.4 eV (2) 124 eV (3) 12.4×105eV (4) 0.124 eV4..频率可用下列哪种方式表示(c------光速,λ---波长,б---波数()(1)б/c (2cб (3)1/λ (4)c/б5.光量子的能量正比于辐射的()(1)频率(2)波长(3波数(4)传播速度6. 下列四个电磁波谱区中,请指出能量最小(),频率最小(),波数最大者(),波长最短者()(1)X射线(2)红外区(3)无线电波(4)紫外和可见光区二、填空题( 共7题12分)1.库仑滴定分析法, 实际上是一种___________________________电解分析法.2. 任何一种分析仪器都可视作由以下四部分组成:________________________、____________________、_____________________和________________________.3. 仪器分析主要分为三大类, 它们是、和.4.用pH计测定某溶液pH时, 其信号源是__________________________________;传感器是_______________________________.5.电化学分析法是建立在基础上的一类分析方法.6.光学分析法是建立在基础上的一类分析方法.三、解释术语1.电磁波谱2.发射光谱3.吸收光谱4.荧光光谱四、计算题1.计算下列辐射的频率(Hz)和波数(cm-1)(1)0.25cm的微波束;(2)324.7nm铜的发射线。

中南大学-透射电镜-高分辨显微术

中南大学-透射电镜-高分辨显微术
(6)
对主要由轻元素组成的薄晶体,展开上式,略 去高次项,可得:
(7)
按照弱相位体近似,试样下表面处的透射电子波与试样沿 电子束方向的晶体电势投影分布成线性关系。如果在以后的成 像过程中,物镜是一个理想无像差透镜,则它可以将A(x,y) 还原成真实反映晶体结构的像面波。然而实际情况不是这样, 物镜存在像差.这就要考虑像差对A(x,y)的调制。下面讨论这种调 制和其它因素对成像过程的影响。
A(x)可以分解为一系列频率函数G1(υ)G2(υ)G3(υ)G4(υ)---
逆过程,一些列频率函数G1(υ)G2(υ)G3(υ)G4(υ)—可以合成 出原函数A(x)
推而广之,两个函数只要他们的自变量之间存在某种可以 表述的函数关系,例如倒空间和正空间之间的关系,都可 写成:
• ②物镜的成像过程 • 具体到电镜上的成像过程,可用下图 示意表示。物镜对试样下表面的物面波 A(x,y)进行富里叶变换,得到后焦面上 的衍射波函数(衍射谱)G(h,k),记 作:
Si4N4与SiC晶界的高 分辨TEM像在电子束 具有良好相干性条件 下拍摄的晶界高分辨 结构像。 箭头所指区域为孪 晶.A为晶界
1 原理概述
高分辨电子显徽术是一种基于相位衬度成像机制的成像技术。 (1)透射函数 相位相同的入射电子束受晶体势场的调制,在试样下表面各点, 形成了携带结构信息的振幅和相位均不同的电子波场。在加速电压 E下,运动电子的波长,由下式表示:
引入附加相位位移的最常用方法是利用物镜的球 差和散焦
左图是球差产生相位位移示意图。 从靠近物镜前焦面A点,与光轴成 倾角离开试样下表面的电子束, 经物镜作用后本应交物镜后焦面 于C点,但由于物镜球差的缘故, 使其偏离原路径角,交后焦面于D 点。C、D两点相距为dR。这样, 由于路径的改变,出现了光程差

电子显微分析作业与答案

电子显微分析作业与答案

电子显微分析作业姓名:陈晋栋1、场发射扫描电镜(FSEM)为何具有更高的空间分辨率?叙述在纳米材料研究中的主要应用。

答:由于场发射电子枪发射出的电子束流所含电子密度高,电子束束斑小、能量高,电子束打在样品表面能都激发出更多的二次电子且打入的深度要比W灯丝的深,故场发射扫描电镜具有更高的空间分辨率。

FSEM在纳米材料的研究当中主要用来观察纳米材料的结构、形貌,在一定程度上可以进行微区的成分分析。

2、论述衍射衬度像在材料研究中的主要应用。

答:衍射衬度主要用来观察样品的缺陷,如层错、位错等。

样品微区晶体取向或者晶体结构不同,满足布拉格方程的程度不同,使得在样品下表面形成一个随位置分布不同而变化的衍射振幅分布,所以像的亮度随着衍射条件的不同而变化,产生衍射衬度。

衍射衬度对晶体结构和取向十分敏感,当样品中存在缺陷时,该处相对于周围晶体发生了微小的变化,导致缺陷处和周围晶体产生不同的衍射条件,进而形成不同的衬度,将缺陷显示出来。

3、何为结构像?HREM相位衬度像的主要影响因素?答:结构像是指像点与原子团或原子围城的通道对应,可以用结构进行直接解释。

HREM相位衬度的主要影响因素有:(1)电镜的球差,用球差系数Cs表示(spherical aberration coefficient);(2)成像时的焦距位置,用离焦量△f 表示(defocus)偏离正焦的距离;(3)加速电压,它改变了电子束的波长λ;(4)电子束发散角α;(5)透镜的光阑尺寸D;(6)试样的厚薄。

4、STEM方式中HADDF高分辨像的原理和特点是什么?(与相位衬度像比较)答:HADDF高分辨像的成像原理:利用高角环形光阑收集STEM的衍射模式下的高角度漫散射的电子成像。

HADDF像的特点:HADDF的Z衬度像是一种非相干的成像,可以排除HREM由于相位衬度引起的像解析的复杂性,它的衬度依赖于原子序数Z,并不随着物镜的欠焦量和样品厚度的变化而发生衬度反转,比HREM像更容易解释。

电子显微学复习提纲答案

电子显微学复习提纲答案
各种物理信号产生的深度和广度 俄歇电子<1nm 二次电子<10nm 背散射电子>10nm X射线1um
2. 电子束透过试样时,电子透射强度受哪些因素影响? 加速电压,样品厚度,入射方向,晶体结构,样品物质成分
3. 简述二级复型、一级萃取复型。 二级复型:
a) 按一般金相法,抛光原始试样,选择合适的侵蚀剂腐蚀试样表 面,以显示内部组织;或者选用新鲜断口作为试样。
每一种元素都有自己的特征俄歇能谱。 1)适合分析轻元素及超轻元素 2)适合表面薄层分析(<1nm)(如渗氮问题)
透射电子(TE): 当试样厚度小于入射电子的穿透深度时,电子从另 一表面射出,这样的电子称为透射电子。TEM就是应用透射电子成 像的。如果试样只有10~20nm的厚度,则透射电子主要由弹性散射 电子组成,成像清晰。如果试样较厚,则透射电子有相当部分是非 弹性散射电子,能量低于E0,且是变量,经过磁透镜后,由于色 差,影响了成像清晰度。
6. 几何像差和色差产生原因,消除办法。 球差即球面相差,是由于电磁透镜的中心区域和边缘区域对电子的折 射能力不符合预定的规律而造成的。 减小球差可以通过减小Cs值和缩小孔径角来实现,用多级矫正器进 行校正。 像散是由于电磁透镜磁场具有一定的椭圆度造成的,不同方向上电子 的聚焦能力不同,因而在主光轴上不能汇聚到一点。用消像散器消 除。 畸变是由于球差引起的。通过电子线路的校正可以消除。 色差是由于入射电子波长(或能量)的非单一性造成的。 采取稳定加速电压的方法可以有效减小色差;适当调配透镜极性;卡 斯汀速度过滤器
第三章 复习题
1. 分析电子衍射于X射线衍射有何异同? 电子衍射原理和X射线相似,是满足Bragg方程作为产生衍射的必 要条件。两种衍射技术所得到的衍射花样几何特征上也大致相 似。 不同之处在于: 电子波长比X射线短得多,同样满足Bragg条件时,衍射角很小。 而X射线衍射,衍射角最大可接近π/2. 电子衍射操作时采用薄晶样品,薄样品的倒易点阵会沿样品厚度 方向延伸成杆状,从而增加倒易点阵与埃瓦尔德球相交的机会 电子波长短,埃瓦尔德球的半径很大,较小范围内反射球的球面 可近似看成一平面,也可认为电子衍射斑点分布在一个二维倒易 截面内。

材料结构分析习题集电子显微分析部分习题习题一电子波有何

材料结构分析习题集电子显微分析部分习题习题一电子波有何

材料结构分析习题集电子显微分析部分习题习题一1.电子波有何特征?与可见光有何异同?2.分析电磁透镜对电子波的聚焦原理,说明电磁透镜的结构对聚焦能力的影响。

3.电磁透镜的像差是怎样产生的,如何来消除和减少像差?4.说明影响光学显微镜和电磁透镜分辨率的关键因素是什么?如何提高电磁透镜的分辨率?5.电磁透镜景深和焦长主要受哪些因素影响?说明电磁透镜的景深大、焦长长、是什么因素影响的结果?6.试比较光学显微镜成像和透射电子显微镜成像的异同点?电子显微分析部分习题习题二1.透射电镜主要由几大系统构成?各系统之间关系如何?2.照明系统的作用是什么?它应满足什么要求?3.分别说明成像操作与衍射操作时各级透镜(像平面与物平面)之间的相对位置关系,并画出光路图。

4.成像系统的主要构成及其特点是什么?5.样品台的结构与功能如何?它应满足什么要求?6.透射电镜中有哪些主要光阑,在什么位置?其作用如何?7.点分辨率和晶格分辨率有何不同?同一电镜的这两种分辨率哪个高?为什么?8.复型样品在透射电镜下的衬度是如何形成的?9.说明如何用透射电镜观察超细粉末的尺寸和形态?如何制备样品?材料现代分析方法习题集X射线衍射分析习题习题一1.名词解释:相干散射(汤姆逊散射)、不相干散射(康普顿散射)、荧光辐射、俄歇效应、吸收限、俄歇效应。

2.在原子序24(Cr)到74(W)之间选择7种元素,根据它),用图解法验证莫塞莱定律。

们的特征谱波长(Kα13.若X射线管的额定功率为1.5kW,在管电压为35kV时,容许的最大电流是多少?4.讨论下列各组概念中二者之间的关系:1)同一物质的吸收谱和发射谱;2)X射线管靶材的发射谱与其配用的滤波片的吸收谱。

5.为使Cu靶的Kβ线透射系数是Kα线透射系数的1/6,求滤波片的厚度。

6.画出MoKα辐射的透射系数(I/I0)-铅板厚度(t)的关系曲线(t取0~1mm)。

7.欲用Mo靶X射线管激发Cu的荧光X射线辐射,所需施加的最低管电压是多少?激发出的荧光辐射的波长是多少?8.X射线的本质是什么?9.如何选用滤波片的材料?如何选用X射线管的材料?10.实验中选择X射线管以及滤波片的原则是什么?已知一个以Fe为主要成分的样品,试选择合适的X射线管和合适的滤波片。

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材料结构分析一、名词解释:1、球差:球差是由于电子透镜的中心区域和边沿区域对电子的会聚能力不同而造成的。

电子通过透镜时的折射近轴电子要厉害的多,以致两者不交在一点上,结果在象平面成了一个满散圆斑。

色差:是电子能量不同,从而波长不一造成的2、景深:保持象清晰的条件下,试样在物平面上下沿镜轴可移动的距离或试样超越物平面元件的距离。

焦深:在保持像清晰的前提下,象平面沿镜轴可移动的距离或者说观察屏或照相底板沿镜轴所允许的移动距离3、分辨率:所能分辨开来的物平面上两点间的最小距离,称为分辨距离4、明场像:采用物镜光阑将衍射束挡掉,只让透射束通过获得图像衬度得到的图像。

5、暗场像:用物镜光阑挡住透射束及其余衍射束,而只让一束强衍射束通过光阑所的图像。

中心暗场像:入射电子束相对衍射晶面倾斜角,此时衍射斑将移到透镜的中心位置,该衍射束通过物镜光栏形成的衍衬像称为中心暗场成像。

衬度:试样不同部位由于对入射电子作用不同,经成像放大系统后,在显示装置上显示的强度差异。

6、消光距离:衍射束的强度从0逐渐增加到最大,接着又变为0时在晶体中经过的距离。

7、菊池花样:由入射电子经非弹性不相干散射,失去很少能量,随即入射到一定晶面时,满足布拉格定律,产生布拉格衍射,衍射圆锥与厄瓦尔德球相交,其交线放大后在底片投影出的由亮暗平行线对组成的花样。

8、衍射衬度:由于晶体试样满足布拉格反射条件程度差异以及结构振幅不同而形成的电子图像反差,它仅属于晶体结构物质。

9、双光束条件:假设电子束穿过样品后,除了透射束以外,只存在一束较强的衍射束精确地符合布拉格条件,其它的衍射束都大大偏离布拉格条件。

作为结果,衍射花样中除了透射斑以外,只有一个衍射斑的强度较大,其它的衍射斑强度基本上可以忽略,这种情况就是所谓的双光束条件。

10、电子背散射衍射:当入射电子束在晶体样品中产生散射时,在晶体内向空间所有方向发射散射电子波。

如果这些散射电子波河晶体中某一晶面之间恰好符合布拉格衍射条件将发生衍射,这就是电子背散射衍射。

11、二次电子:在入射电子束作用下被轰击出来并离开样品表面的样品的核外电子叫做二次电子。

12、背散射电子:被固体样品中原子反射回来的一部分入射电子,又分弹性背散射电子和非弹性背散射电子。

二、简答1.透射电镜主要由几大系统构成?各系统之间关系如何?答:电镜一般是由电子光学系统、真空系统和供电系统三大部分组成。

其中电子光学系统是其核心,其他系统为辅助系统。

2.照明系统的作用是什么?它应满足什么要求?答:照明系统包括电子枪和聚光镜2个主要部件,它的功用主要在于向样品及成像系统提供亮度足够的光源。

电子束流,对它的要求是输出的电子束波长单一稳定,亮度均匀一致,调整方便,像散小。

它应满足明场和暗场成像需求。

(刘:产生发射会聚出一定能量的电子束,发射的电流稳定性要好,电流组打狗,电子束能量集中,电子束相干性好,单色性好。

)3.成像系统的主要构成及其特点是什么?答:成像系统主要由物镜、中间镜和投影镜及物镜光阑和选区光阑组成物镜:强激磁短焦距,放大倍数高,100~300倍中间镜:弱激磁长焦距,放大倍数0~20倍,当放大倍数大于1,用来进一步放大物象,小于1用来缩小物象投影镜:强激磁短焦距,激磁电流固定,景深焦长很大物镜光阑:装在物镜后焦面,直径20-120um,无磁金属制成。

选区光阑:装在物镜像平面上,直径20-400um.4.分别说明成像操作与衍射操作时各级透镜(像平面与物平面)之间的相对位置关系,并画出光路图。

答:成像:试样在物镜的物平面上,物镜的像平面是中间镜的物平面,中间镜的像平面是投影镜的物平面。

衍射:试样在物镜的物平面上,物镜的后焦面是中间镜的物平面,中间镜的像平面是投影镜的物平面。

5.说明多晶、单晶及非晶衍射花样的特征及形成原理。

答:单晶:明锐,周期性排布的衍射斑点,可以找到一个平行四方形,通过平移这个平行四边形,可得所有像每一个斑点对应一个面,可视为倒易面的投影,因此具有周期性。

多晶:样品中各晶粒同名晶面倒易点集合形成倒易球面,倒易球面与反射球相交为圆环,因此各晶粒同名面形成以入射电子束轴2 为半锥角的衍射圆锥,各圆锥与感光平板相交,形成衍射圆环像。

明锐的衍射环,或由斑点组成的环,同一组晶面倒易矢量因位相不同形成倒易球,与反射球相交成环。

非晶:模糊的环带,晶面随机分布,衍射无规律性。

6.制备薄膜样品的基本要求是什么?具体工艺过程如何?双喷减薄与离子减薄各适用于制备什么样品?答:样品的基本要求:1)薄膜样品的组织结构必须和大块样品相同,在制备过程中,组织结构不变化;2)样品相对于电子束必须有足够的透明度3)薄膜样品应有一定强度和刚度,在制备、夹持和操作过程中不会引起变形和损坏;4)在样品制备过程中不允许表面产生氧化和腐蚀。

样品制备的工艺过程1) 切薄片样品2) 预减薄3) 终减薄离子减薄:1)不导电的陶瓷样品2)要求质量高的金属样品3)不宜双喷电解的金属与合金样品双喷电解减薄:1)不易于腐蚀的裂纹端试样2)非粉末冶金试样3)组织中各相电解性能相差不大的材料4)不易于脆断、不能清洗的试样7.什么是衍射衬度?它与质厚衬度有什么区别?答:由于样品中不同位相的衍射条件不同而造成的衬度差别叫衍射衬度。

它与质厚衬度的区别:(1)质厚衬度是建立在原子对电子散射理论基础上的,而衍射衬度则是利用电子通过不同位相粒时的衍射成像原理而获得的衬度,利用了布拉格衍射角。

(2)质厚衬度利用样品薄膜厚度的差别和平均原子序数的差别来获得衬度,而衍射衬度则是利用不同晶粒的晶体学位相不同来获得衬度。

(3)质厚衬度应用于非晶体复型样品成像中,而衍射衬度则应用于晶体薄膜样品成像中。

(衍射衬度:由于晶体薄膜的不同部位满足布拉格衍射条件的程度有差异以及结构振幅不同而形成电子图像反差。

它仅属于晶体物质,对于非晶体试样是不存在的。

质厚衬度:由于试样的质量和厚度不同,各部分对入射电子发生相互作用,产生的吸收与散射程度不同,而使得透射电子束的强度分布不同形成反差。

区别:衍射衬度利用不同晶粒晶体学位相不同获得衬度,利用于晶体薄膜样品中;质厚衬度利用薄膜样品厚度差别和原子序数差别来获得衬度,利用于非晶体复型样品成像中)8.图说明衍衬成像原理,并说明什么是明场像、暗场像和中心暗场像。

(图)答:设薄膜有A、B两晶粒(hkl)衍在物镜背焦面上的物镜光阑,将衍射束挡掉,只让透射束通过光阑孔进行成像(明场),此时,像平面上A 和B 晶粒的光强度或亮度不同,分别为I A ≈ I 0I B ≈ I 0 - I hklB 晶粒相对A 晶粒的像衬度为)(I I I I I I I hkl A B A B ≈-=∆ 明场成像: 只让中心透射束穿过物镜光栏形成的衍衬像称为明场镜。

暗场成像:只让某一衍射束通过物镜光栏形成的衍衬像称为暗场像。

中心暗场像:入射电子束相对衍射晶面倾斜角,此时衍射斑将移到透镜的中心位置,该衍射束通过物镜光栏形成的衍衬像称为中心暗场成像。

9.什么是消光距离?影响晶体消光距离的主要物性参数和外界条件参数是什么?(公式) 答:消光距离:由于透射波和衍射波强烈的动力学相互作用结果,使I 0和Ig 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。

(衍射束的强度从0逐渐增加到最大,接着又变为0时在晶体中经过的距离。

) 影响因素:晶胞体积,结构因子,Bragg 角,电子波长。

(刘:物性参数:晶胞体积 操作反射的结构振幅外界参数:入射电子波波长(加速电压) 电子流与晶面形成半衍射角)10.衍衬运动学的基本假设及其意义是什么?怎样做才能满足或接近基本假设? 答:(1)、忽略样品对电子束的吸收和多重散射 。

(2)、不考虑衍射束和透射束间的交互作用。

即对衬度有贡献的衍射束,其强度相对于入射束强度是非常小的 。

(3)、双光束近似意味着:a) 存在一个S 值; b) 具有互补性 基本假设:(4)柱体近似。

试样下表面某点所产生的衍射束强度近似为以该点为中心的一个小柱体衍射束的强度,柱体与柱体间互不干扰。

满足或接近基本假设得做到:(1)试样取向应使衍射晶面处于足够偏离布拉格条件的位置,即S ≠0(2)要采用足够薄的样品(刘:⑴采用双光束近似,只考虑透射束和一束衍射束成像,且两者强度互补。

(2)认为衍射波振幅远小于透射波振幅,试样各处入射电子波振幅与强度都保持不变,只需计算衍射波的振幅与强度变化。

(3)假定电子束在晶体内多次反射和吸收忽略不计。

(4)假设相邻两入射束之间无相互作用,可将入射范围看作一圆柱体,只可考虑沿柱体轴向上的衍射强度的变化,柱体出射角衍射强度只与考虑的柱体内结构内容与衍射强度有关。

当试样很薄,电子速度很快,布拉格反射角2θ很小时接近假设条件。

)11.举例说明理想晶体衍衬运动学基本方程在解释衍衬图像中的应用。

2222)()(sin s ts I gg ππξπ=当偏离矢量为定值时,Ig 随t 的变化,按余弦周期变化形成明暗相间的条纹,同一条纹对应的厚度是相同的,深度周期为1/s 。

12.什么是缺陷不可见判据?如何用不可见判据来确定位错的布氏矢量?答:缺陷不可见判据是指:g ⨯R =0确定位错的布氏矢量可按如下步骤:找到两个操作反射g1和g2,其成像时位错均不可见,则必有g1·b=0,g2·b=0. 这就是说,b 应该在g1和g2所对应的晶面(h 1k 1l 1)和(h 2k 2l 2)内,即b 应该平行于这两个晶面的交线,b=g1⨯g2,再利用晶面定律可以求出b 的指数。

至于b 的大小,通常可取这个方向上的最小点阵矢量。

13.写出电子束入射固体晶体表面激发出的三种物理信号,它们有哪些特点和用途? 答:主要有六种:1)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。

2)二次电子:能量较低;来自表层5—10nm 深度范围;对样品表面化状态十分敏感。

不能进行成分分析.主要用于分析样品表面形貌。

6)俄歇电子:各元素的俄歇电子能量值很低;来自样品表面1—2nm 范围。

它适合做表面分析。

3)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. 4)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。

5)特征X 射线: 用特征值进行成分分析,来自样品较深的区域14.扫描电镜的成像原理与透射电镜有何不同?答:扫描电镜成像原理:扫描电镜利用聚焦电子束在样品表面逐点扫描,与样品作用产生各种物理信号,如俄歇电子,二次电子,背散射电子,特征X 射线等,这些信号经检测器接收,放大,并转换成调制信号,最后在荧光屏上显示反映样品表面各种特征的图像,不会产生衍射像。

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