透射电镜复习题答案

透射电子显微学考题(1)最常用的两种透射电镜工作模式图（像模式和衍射模式）？100kev,200keV,300keV,400keV的电子波长？10分0.00370nm；0.00251nm；0.00197nm；0.00164nm(2)电子和物质的相互作用分几种散射？电子和薄样品如何作用？电子和厚样品如何作用？非弹性散射和弹性散射的角度一般是多少？何种角度弹性散射容易变为非相干的？样品变厚，前-背散射的份额如何变化？薄样品的TEM中，假定最多只有几次散射发生？TEM像由何种电子所成？18分答：分为弹性散射和非弹性散射；薄膜样品允许电子既可以向前也可以向后散射；厚样品只允许入射电子束发生背散射；非弹性散射角度一般小于1°，弹性散射角度一般为1-10°,当大于10°时弹性散射变为非相干；随着样品变厚，前散射电子的数量变少，背散射电子的数量增多，直到主要的非相干背散射在厚的不透明的样品中能被探测到。1次。由前散射电子所成。(3)电子散射和X-射线散射的机制和强度对比区别？6分答：X射线通过带负电的电子和X射线的电磁场的相互作用被材料中的电子散射。样品中的电子响应于X射线流的电磁场，随着X射线束的周期而振动。这些被加速和充电的粒子随后发射他们各自的电磁场，和入射的X射线具有相同的波长和相位。最后所合成的电磁场从每个散射源开始传播，这就是散射波。电子同时被材料中的电子和核散射；进入的带负电的电子和样品局部的电磁场相互作用。所进入的电子因此直接被样品散射；它不是像X射线那样场与场的交换作用。因此，相比X射线电子被散射地更强烈。(4)非晶衍射？多晶衍射？单晶衍射的特征6分答：非晶态物质的衍射花样是几个同心的光晕，每个光晕的边界很模糊。多晶的衍射花样是一系列同心的环，环越细，表示多晶体的晶粒越大，环越粗，多晶体的晶粒就越小。单晶的衍射的特点是具有一定对称性的衍射斑点，中心亮点是透射斑点，对应000衍射，越靠近000斑点的衍射斑点的hkl指数越小，越远离000斑点的hkl指数越大。(5)透射电镜中的几种主要像差是什么？它们的来源是什么？6分答：球差，像散，色差。球差是由于透镜的边缘部分对电子的折射比中心部分强而引起的。像散是由于磁场的旋转对称性受到破坏，透镜在不同方向有不同的聚焦能力。在磁透镜中，色差实际上是电子的速度效应，波长短，能量大的电子有较大的焦距，波长长而能量小的电子有较短的焦距，即磁透镜对快速的电子的偏转作用小于慢速电子。(6)在倒格子空间中，画出电子衍射公式表示的含义？5分(7)Bcc,fcc，hcp，金刚石立方，NaCl衍射消光条件的结构因子推导过程？15分结构因子：对体心立方晶体，其原胞包含两个原子，若以某一原子为坐标原点（0，0，0），另一原子坐标为（1/2,1/2,1/2）,那么有令h+k+l=N，由于h、k、l均为整数，那么当N为偶数时，F=2f，当N为奇数时，F=0.对面心立方晶体，其原胞包含四个原子，其坐标依次是（x,y,z）=(0,0,0),(1/2,1/2,0),(1/2,0,1/2),(0,1/2,1/2)代入结构因子表达式，利用同样的分析方法，可得：F=4f，当h，k，l全为奇或全为偶；F=0，当h，k，l中既有奇又有偶。Hcp:(x,y,z)=(0,0,0),(1/3,2/3,1/2)2()32{1e}hkliFf2πh+2k=3n且l为奇数，F=0，消光。(8)画出fcc[110]和[111]带轴的衍射示意图（标衍射点），说明角度来源。8分(9)(9)根据fcc结构的菊池线和衍射带轴，标出下图中的衍射点8分220220242422242200200220220200200020020220220422220220242422242200200220220200200020020220220422(10)请给出以下Si[110]高分辨图像的标度(放大倍数),两个最密排晶面.4分（11）请说明下图中,左边图右上角方框的衍射细节来源.5分答：基于正格矢和倒格矢的关系，A中两个亮斑来源于B中相邻黑点间的衍射，A中相邻的衍射条纹应垂直于B中黑点所在的直线，故A中条纹来源于B中相邻的黑色团状物质。(12)以下图为面心立方结构孪晶的基本结构和[1-10]衍射,请标出其中的衍射和主要的晶面,包括孪晶晶面,并说明为何镜头所指的两衍射点距离为1/3[111].9分解：如图所示，CD=DE=OCcos70.52º=1/3OCEB=CB-2CD=1/3OC所以，两衍射点距离为1/3[111]