TEM复习提要

一、布拉格定律

代数形式2dHKLsin(θ)=λ（近似2dHKLθ=λ）， 或矢量形式 KD?KI?ghkl

二、衍射束振幅计算

三、TEM基本结构 从上之下

1. 电子枪：分类——热发射、场发射，三极结构，哪三极，三极的电位高低 2. 电磁透镜

物镜：依靠高尺寸精度的极靴及其高装配精度，获得高轴对称高强度非均匀磁场，以使物镜具有高分辨率，物镜的分辨率决定了整个电镜的分辨率。

概念：电磁透镜的球差、像散、色差、景深、焦长

孔径半角、散射角。注意：电子沿透镜光轴入射时，散射角大于孔径半角的电子不能用于TEM成像。 孔径半角对球差、像散、色差、景深、焦长的影响规律

四、TEM拍摄图像（高倍）与衍射花样的光路示意图

五、衍射花样标定：

下图为钢铁材料的花样，请对所有衍射斑点进行晶面指数标定，格式为（例）：(110)γ，(112)α。写出晶带轴指数，格式为（例）：B=[011]γ。下标α和γ分别代表铁素体相和奥氏体相。 附铁素体与奥氏体的晶面间距表。

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六、TEM明场像、普通暗场像、中心暗场像成像光路图（需要显示选区光阑和物镜光阑的位置） 2

七、给出试样上各晶区（面心立方）的选区衍射花样，画出图示物镜光阑所套位置的图像示意图（不插入选区光阑）

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晶体A 晶体B 晶体A选区， [100]晶带轴

晶体C 屏幕

晶体C选区， [100]晶带轴

晶体B选区， [122]晶带轴

不插入选区光阑 1

2 3

4

八、如图，已知薄膜试样向上弯曲。薄膜B处微区某晶面与电子束平行，A处微区该晶面的倒易阵点-G的偏离矢量s=0，C处微区该晶面的倒易阵点G的偏离矢量s=0。请参考B处微区的晶面、入射束波矢、倒易球、倒易阵点的关系示意图，绘出A处微区、B处微区的晶面、入射束波矢、倒易球、倒易阵点的关系示意图。参考图(a)、(b)、(c)的选区衍射花样，在括号中填入相应的选项（a、b或c）。不插入选区光阑的情况下，分别绘出-G、O、G斑点中的示意图像。

4

AC处B处偏处移对偏矢称移量入矢量B处选区衍射花样：（ ）

=0

射

=0

B处：晶面、入射束波矢、倒易球、倒易矢量关系示意图

A处选区衍射花样：（ ）

C处选区衍射花样：（ ）

A处：晶面、入射束波矢、倒C处：晶面、入射束波矢、倒易球、倒易矢量关系示意图

易球、倒易矢量关系示意图

-G O G -G O G -G O G

（a）

（b）

（c）

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九、在第八题中，若薄膜试样向下弯曲。薄膜B处微区某晶面与电子束平行，A处微区该晶面的倒易阵点-G的偏离矢量s=0，C处微区该晶面的倒易阵点G的偏离矢量s=0。请参考B处微区的晶面、入射束波矢、倒易球、倒易阵点的关系示意图，绘出A处微区、B处微区的晶面、入射束波矢、倒易球、倒易阵点的关系示意图。参考图(a)、(b)、(c)的选区衍射花样，在括号中填入相应的选项（a、b或c）。不插入选区光阑的情况下，分别绘出-G、O、G斑点中的示意图像。

十、如图所示刃型位错。电子束沿位错处多余原子面方向入射。衍射晶面如图所示。A区与B区的晶面的倒易阵点G或-G的偏离矢量=0。参考第八题，绘出A处、O处、B处微区的晶面、入射束波矢、倒易球、倒易阵点的关系示意图。参考第八题图(a)、(b)、(c)的选区衍射花样，在括号中填入相应的选项（a、b或c）。不插入选区光阑的情况下，分别绘出-G、O、G斑点中的示意图像。

电子束入射方向

刃型位错示意图

A

位错处O

B

-G O G

第八、九、十题提示：明场像中，晶体中出现的每一条弯曲（等倾）暗条纹、位错暗条纹（或推而广之，暗区），都对应此刻该晶体中某一指数的晶面（晶体的某一倒易矢量）满足布拉格条件的区域，一般来说不同的条纹对应不同指数的晶面（倒易矢量），若仅对某暗条纹区域做选区衍射，则除透射斑点外，此条纹相应的衍射斑亮度最大。若选取该晶体的某一衍射斑点观察该晶体的暗场像，则该晶体中的亮条纹区（或推而广之，亮区）中对应该衍射斑的晶面满足布拉格条件；或者说在该晶体中，如果某些区域的此衍射斑所对应的晶面满足布拉格条件，则显示明亮的衬度，呈现亮的条纹或其它形貌。

十一、什么叫衍射衬度、质厚衬度、原子序数衬度、相位衬度、z衬度、形貌衬度（倾斜衬度、漫射衬度）、成分衬度。明场TEM像、暗场TEM像、TEM晶格像、STEM（扫描透射）像、SEM二次电子像、SEM背散射电子像分别以何种衬度为主，分别采集何种信号成像？

十二、DigitalMicrograph、Carine使用练习。在Carine中绘制衍射花样，记下某衍射斑相应的晶面间距（注意单位是埃，即0.1nm），去掉坐标符号（a*b*c*），拷屏，打开图像编辑软件（如画图）粘贴，适当裁剪，色彩格式改为灰度（或黑白），保存为图片文件。在DigitalMicrogragh中打开图片文件，用“LineROI”从透射斑点中心到该衍射斑点中心拉出一条虚线，点击菜单项“Analysis/Calibrate…”，在对话框中右侧的“Units”中选择“1/nm”，在对话框左上侧“Enter d-spacing in nm”的文本框中输入该衍射斑相应的晶面间距值（注意单位），点“OK”，然后点击菜单项“Edit / Data Bar / Add Scale Maker”，适当调整图上的标尺长短。拷屏，利用图像编辑软件裁剪编辑，色彩改为灰度（或黑白），保存为图片文件。

注意：带标尺的衍射花样照片，其相机常数=（标尺的长度）*（标尺示数的倒数）。

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绘制下列金属（教材附录12 元素的物理性质）的TEM衍射花样示意图。对于立方晶系（如bcc、fcc），绘制晶带轴分别为[001]、[011]、[111]、[112]的衍射花样。对于六角晶系（如hcp），绘制晶带轴分别为[001]、[100]、[011]、[120]的衍射花样（注意三指数表示法[uvw]与四指数表示法[UVTW]，指数间关系是u=2U+V，v=2V+U，w=W，T= -(U+V)。在衍射花样图上需注明标尺，单位是1/nm。

1 1120112365 刘婧祎 Ag 2 1120112366 扈佳 Al 3 1120112367 鲍佳伟 Au 4 1120112368 石磊 Ba 5 1120112370 张雨晨 a-Be 6 1120112371 魏金弟 Cd 7 1120112372 李德耀 Ge 8 1120112373 张松 Cr 9 1120112374 马晓琴 Cu 10 1120112375 亚森·阿不力孜 a-Fe 11 1120112376 任桂村 Ir 12 1120112377 马煜超 a-La 13 1120112378 黄子坤 Li 14 1120112379 杨航 Mg 15 1120112380 周上程 Mo 16 1120112381 杨慧珊 Nb 17 1120112382 邹永强 a-Nd 18 1120112383 杜扬 Ni 19 1120112384 刘瑞雪 Pb 20 1120112385 牛特 Pd 21 1120112386 李姝玲 a-Pr 22 1120112387 赵传真 Pt 23 1120112388 刘超 Re 24 1120112389 许玲玉 β-Rh 25 1120112390 李一帆 Ta 26 1120112391 程博 Th 27 1120112392 刘程 a-Ti 28 1120112393 李文坚 a-Tl 29 1120112394 向波伟 V 30 1120112395 李壮 a-W 31 1120112396 谢云波 Zn 32 1120112397 闵攀 a-Zr 33 1120112398 李玉波 Os 34 1120112399 喻典 Si 35 1120112400 朱星宇 γ-Fe （a=0.358nm） 36 1120112401 闫春洋 Te 37 1120112402 付海东 a-Ca 38 1120112404 聂宇坤 石墨 7

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