第4章++菊池衍射圖的分析及應(yīng)用.ppt

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1、4.1.1什么是菊池花樣？在電子衍射花樣中，除了正常的斑點(diǎn)之外，還經(jīng)常出現(xiàn)明、暗成對(duì)平行的衍射襯度條紋，首次由Kikuchi描述，因之稱為菊池線或菊池花樣。第4章菊池衍射圖的分析及應(yīng)用4.1基本概念同一晶帶的菊池線對(duì)的中線交于一點(diǎn)，構(gòu)成一對(duì)稱中心，該對(duì)稱中心就是晶帶軸與熒光屏或底片的交點(diǎn)，稱之為菊池極。4.1.2出現(xiàn)菊池線的條件樣品晶體比較完整樣品內(nèi)部缺陷密度較低在入射束方向上的厚度比較合適：1/2tc

2、干散射的結(jié)果。它是一種動(dòng)力學(xué)效應(yīng)。其產(chǎn)生的幾何圖解如圖所示。菊池線對(duì)的產(chǎn)生及其幾何特征(a)非彈性散射電子強(qiáng)度的角分布，?2>?1,I(?2)IQ’則P方向的凈變化IP’-IQ’>0Q方向的凈變化IQ’-IP’<0即P方向凈增加：IP’-IQ’Q方向凈減少：IP’-IQ’即出現(xiàn)名暗相間的線對(duì)，線對(duì)間的距離（1）菊池線是明暗配對(duì)的

3、直線，在正片上距透射斑近者為暗線，遠(yuǎn)者為亮（2）菊池線對(duì)的距離R等于相應(yīng)斑點(diǎn)至中心斑的距離，公垂線與R平行；（3）菊池線對(duì)的中線即為(hkl)與底片的交線。結(jié)論：4.1.4菊池線對(duì)的幾何特征菊池線是明暗配對(duì)的直線，在正片上距透射斑，近者為暗線，遠(yuǎn)者為亮線；菊池線對(duì)間距等于相應(yīng)衍射斑點(diǎn)到中心斑點(diǎn)的距離，滿足Rd=L?；菊池線對(duì)的中線可視為是(hkl)晶面與底片的交線；線對(duì)公垂線與相應(yīng)的斑點(diǎn)坐標(biāo)矢量平行；菊池線對(duì)中線之間的夾角與相應(yīng)兩晶面之間的夾角相等（注意；菊池極與中心斑點(diǎn)重合時(shí)才嚴(yán)格相等）菊池線對(duì)在衍射圖中的位置對(duì)樣品晶體的取向非常敏感，詳見下圖菊池衍射圖中可能同時(shí)存在幾個(gè)晶帶的菊

4、池線，因此，不存在1800不唯一性。對(duì)稱入射，即B//[uvw]時(shí)，線對(duì)對(duì)稱分布于中心斑點(diǎn)兩側(cè)；雙光束條件，即s=0，亮線通過(hkl)斑點(diǎn)，暗線通過中心斑點(diǎn)；S+g>0時(shí)，菊池線對(duì)分布于中心斑點(diǎn)的同一側(cè)；S+g<0時(shí)，菊池線對(duì)分布于中心斑點(diǎn)的兩側(cè)。衍射花樣存在二次旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性；菊池線對(duì)花樣不存在二次旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性；圖a花樣僅表達(dá)0層倒易面各倒易矢量分布圖b外圍三角形分布的三個(gè)菊池線對(duì)反映上層倒易面各倒易矢量的空間分布；只反映了一個(gè)[111]晶帶的三個(gè)晶面的情況；圖中的菊池極表達(dá)了各晶帶的空間分布。對(duì)比單晶Si的[111]衍射花樣和[111]菊池衍射花樣4.2菊池線的標(biāo)定同一晶帶的菊池線

5、對(duì)的中線交于一點(diǎn)，構(gòu)成一對(duì)稱中心，該對(duì)稱中心就是晶帶軸與熒光屏或底片的交點(diǎn)，稱之為菊池極。圍繞每個(gè)對(duì)稱中心的菊池線對(duì)同屬同一晶帶。標(biāo)定規(guī)則：晶面的具體面、面指數(shù)以及倒易矢量方向應(yīng)一一對(duì)應(yīng)。晶面的菊池線對(duì)可采用三種標(biāo)定方式，見圖指數(shù)代表指數(shù)倒向的晶面4.2.1只有一個(gè)對(duì)稱中心（菊池極）的情況標(biāo)定方法與衍射斑點(diǎn)的標(biāo)法基本相同。標(biāo)定基本依據(jù)：菊池線對(duì)的間距等于相應(yīng)斑點(diǎn)到中心斑的距離，滿足Rd=L?菊池線對(duì)夾角等于相應(yīng)兩晶面間夾角同時(shí)存在菊池線與斑點(diǎn)的情況，則同一晶面的衍射斑點(diǎn)和菊池線的指數(shù)應(yīng)一致，且該衍射斑點(diǎn)在菊池線對(duì)過中心斑點(diǎn)的垂線或其延長線上，菊池亮線指數(shù)的符號(hào)應(yīng)與臨近斑點(diǎn)指數(shù)的符號(hào)

6、一致，例如，hkl菊池亮線與hkl斑點(diǎn)靠近。若在對(duì)稱入射條件下，菊池極與中心斑點(diǎn)重合，菊池花樣以透射斑為中心對(duì)稱分布。200220020Fcc,[001][212]4.2.2三菊池極衍射圖中菊池線的標(biāo)定方法與步驟4.2.2三菊池極衍射圖中菊池線的標(biāo)定方法與步驟測量三組菊池線對(duì)間距及各線對(duì)中線之間的夾角，R1、R2、R3、?12、?13、?23。為方便可統(tǒng)一選菊池線的外側(cè)面指數(shù)代表反射平面。利用Rd=L?計(jì)算每組菊池線對(duì)對(duì)應(yīng)的面間距d1、d2、d3。對(duì)已知晶體結(jié)構(gòu)，則據(jù)di確定所屬晶面族{hikili}。對(duì)未知結(jié)構(gòu)，借助其它信息查對(duì)可能物質(zhì)的衍射卡片，確定物相和結(jié)構(gòu)以及di所對(duì)應(yīng)的晶

7、面族{hikili}。在確定的晶面族中選擇合適的面指數(shù)h1k1l1、h2k2l2、h3k3l3，夾角符合線對(duì)中線間的夾角。求每個(gè)菊池極所代表的晶帶軸指數(shù)[uiviwi]。校核。g·Z>0即hu+kv+lw>0因?yàn)?，菊池線指數(shù)標(biāo)定不存在1800不唯一性，一菊池極所代表的晶帶軸Z與非此晶帶的晶面外側(cè)面的倒易矢量g之間為銳角，見圖。判斷的附加條件例1.圖為?-Fe的三菊池電子衍射圖，已知L?=25.7mmA，?-Fe的晶格常數(shù)，a=3.5698A，試標(biāo)定該菊池衍射圖。[21