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第2章 单晶电子衍射图的分析及标定课件
1 R L d
求出相应的晶面间距d1,d2,d3, d4 •••• 3) 因为晶体结构是已知的,某一d值即为该晶体某一晶面族 的晶面间距,故可根据d值定出相应的晶面族指数{hkl}, 即由d1查出{h1k1l1},由d2查出{h2k2l2},依次类推。
4) 测定各衍射斑点之间的夹角。 5) 决定离开中心斑点最近衍射斑点的指数。
43 5 4 4 0 2 -2 -8 6 4 3.808 3.808 82.45 1.272 .334
1.000 1.000 120.00 1.272 1.272 1.000 1.026 61.73 .825 .825 1.000 1.054 63.61 .599 .599 1.000 1.095 66.42 .804 .804 1.000 1.155 70.53 2.077 2.077
6 5 3 1
********** Ni ********** PARAMETERS A= 3.5970 B= 3.5970 C= 3.5970 AF= 90.000 BT= 90.000 GM= 90.000 NUVW= 6 NSY= 1 NL= 1 SY: 1-CUBIC; 2-TETRA; 3-ORTH; 4-HEX; 5-MONO; 6-TRIC LT: 1-F; 2-I; 3-C; 4-B; 5-A; 6-P; 7-R;
R3 R1 R2
即 h3 = h1 + h2
k3 = k1 + k2
L3 = L1 + L2
8) 根据晶带定律求零层倒易截面的法线方向,即晶带轴的指数
[uvw] gh1k1l1 gh2 k 2l2
u v w
h1
h2
k1
k2
Байду номын сангаас
l1
l2
h1
h2
k1
k2
l1
l2
2.2.2 未知晶体结构衍射花样的标定 1) 测定低指数斑点的 R 值。应在几个不同的方位摄取衍射花 样,保证能测出最前面的8个R值。
7 5 2 1
2 -4 2
1 -3 1
2 -2 -4
1 -1 -3
1.000 1.291 80.41 .734 .734
1.000 1.348 84.78 1.085 1.085
K
UVW
H1 K1 L1
H2 K2 L2 R2/R1 R3/R1 FAI
D1
D2
8 1 0 0 0 -2 0 0 0 -2 1.000 1.414 90.00 1.798 1.798 9 4 3 2 2 0 -4 -2 4 -2 1.095 1.342 79.48 .804 .734 10 4 1 1 0 -2 2 1 -3 -1 1.173 1.173 64.76 1.272 1.085 11 3 3 2 2 -2 0 1 1 -3 1.173 1.541 90.00 1.272 1.085 12 6 4 1 2 -2 -4 -2 4 -4 1.225 1.472 82.18 .734 .599 13 6 3 1 1 -1 -3 -1 3 -3 1.314 1.348 69.77 1.085 .825 14 5 4 3 1 1 -3 -3 3 1 1.314 1.477 101.98 1.085 .825 15 6 2 1 0 2 -4 -2 4 4 1.342 1.414 107.35 .804 .600 16 5 4 2 0 2 -4 -4 4 2 1.342 1.673 90.00 .804 .599 17 6 3 2 -2 4 0 -2 0 6 1.414 1.612 81.87 .804 .569 18 6 5 4 2 -4 2 4 0 -6 1.472 1.683 96.50 .734 .499
2) 利用电子衍射基本公式 Rd=L,计算出各个对应的d值。
3) 查JCPDS(ASTM)卡片,确定与d值都相符的物相即为待
测的晶体。
4) 其他步骤,同尝试-校核法
注意:电子衍射的精度有限,有可能出现几张卡片上d值均 和测定的d值相近,此时,应根据待测晶体的其它信息,例
如化学成分等来排除不可能出现的物相
28 3 2 2 0 2 -2 -4 2 4 2.121 2.121 103.63 1.272 .599
29 3 3 1 2 -2 0 0 2 -6 2.236 2.236 102.92 1.272 .569 30 2 1 0 0 0 -2 -2 4 0 2.236 2.449 90.00 1.798 .804
19 6 1 1 0 2 -2 -1 3 3 1.541 1.837 90.00 1.272 .825
K
UVW
H1 K1 L1
H2 K2 L2 R2/R1 R3/R1 FAI
D1
D2
20 4 3 3 0 2 -2 -3 1 3 1.541 1.541 108.93 1.272 .825 21 2 2 1 2 -2 0 0 2 -4 1.581 1.581 108.43 1.272 .804 22 6 4 3 2 0 -4 -4 6 0 1.612 1.673 104.36 .804 .499 23 1 1 2 -1 -1 1 2 -2 0 1.633 1.915 90.00 2.077 1.272 24 3 1 0 0 0 -2 -1 3 1 1.658 1.658 107.55 1.798 1.085
形成原理、典型衍射花样、花样特征 单晶电子衍射花样就是(uvw)*0零层倒易截面的放大像
1) 电子束方向B近似平行于晶带轴[uvw],因为θ很小,即入 射束近似平行于衍射晶面。
2) 反射球很大,θ很小,在0*附近反射球近似为平面。
3) 倒易点阵的扩展。(因为使用薄晶体样品)
单晶电子衍射花样的标定
31 6 5 5 0 2 -2 -5 3 3 2.318 2.525 90.00 1.272 .549
K
UVW
H1 K1 L1
H2 K2 L2 R2/R1 R3/R1 FAI
D1
D2
32 3 2 1 1 -1 -1 -1 3 -3 2.517 2.582 97.61 2.077 .825 33 5 1 0 0 0 -2 -1 5 1 2.598 2.598 101.10 1.798 .692 34 5 1 1 0 -2 2 2 -4 -6 2.646 2.646 100.89 1.272 .481 35 4 4 1 2 -2 0 0 2 -8 2.915 2.915 99.87 1.272 .436 36 5 2 2 0 -2 2 4 -6 -4 2.915 2.915 80.13 1.272 .436 37 5 3 0 0 0 -2 -3 5 1 2.958 2.958 99.73 1.798 .608 38 4 4 3 2 -2 0 2 4 -8 3.240 3.240 98.88 1.272 .392 39 5 3 3 0 2 -2 -6 4 6 3.317 3.317 98.67 1.272 .383 40 4 3 1 1 -1 -1 -1 3 -5 3.416 3.464 84.40 2.077 .608 41 5 5 1 2 -2 0 0 2 -10 3.606 3.606 97.97 1.272 .353 42 3 2 0 0 0 -2 -4 6 0 3.606 3.742 90.00 1.798 .499
对已知样品电子衍射图的标定过程: 1) 测量透射斑到衍射斑的矢经长度和它们之间的夹角,确定 特征四边形,确定R1,R2,R3; 2) 计算R2/R1,R3/R1,查找相应的表格(或计算一个表格) 确定各斑点的指数和晶带轴指数 ; 3) 其余各衍射斑点用矢量合成来标定; 4) 用电子衍射基本公式校对。
可求 h3=h1+h2 k3=k1+k2 L3=L1+L2
同理,斑点矢径平方之间的关系:即
R12:R22:R32…主要用于多晶分析。
2.2
单晶电子衍射花样的标定
标定衍射花样时,根据对待标定相信息的了解程度,相应 有不同的方法。一般,主要有以下几种方法:
(1)当已知晶体结构时,有: 根据面间距和面夹角的尝试校核法 根据衍射斑点的矢径比值或N值序列的R2比值法
6) 决定第二个斑点的指数。
第二个斑点的指数不能任选,因为它和第1个斑点之间的夹角必须
符合夹角公式。对立方晶系而言,夹角公式为
cos
h1 h2 k1 k 2 l1l 2
2 2 2 h12 k12 l12 h2 k2 l2
7) 决定了两个斑点后,其它斑点可以根据矢量运算求得
25 3 1 1 0 -2 2 2 -4 -2 1.732 1.732 73.22 1.272 .734
26 5 5 2 2 -2 0 1 1 -5 1.837 2.092 90.00 1.272 .692 27 5 5 4 -2 2 0 -3 -1 5 2.092 2.092 76.17 1.272 .608
若R1最短,则相应斑点的指数应为{h1k1l1}面族中的一个。对于h、k、l
三个指数中有两个相等的晶面族(例如{112}),就有24种标法;两个
指数相等、另一指数为0的晶面族(例如{110})有12种标法;三个指数
相等的晶面族(如{111})有8种标法;两个指数为0的晶面族有6种标法,
因此,第一个指数可以是等价晶面中的任意一个。
(2)未知晶体结构时,可根据系列衍射斑点计算的面间距 来查JCPDS(PDF)卡片的方法 (3)标准花样对照法 (4)根据衍射斑点特征平行四边形的查表方法
2.2.1
已知晶体结构衍射花样的标定
尝试-核算(校核)法 1) 测量靠近中心斑点的几个衍射 斑点至中心斑点距离R1,R2, R3,R4 ••••(见图) 2) 根据衍射基本公式
三、标准花样对照法 这是熟练的电镜工作者简单、易行常用的方法。 标准花样是指各种晶体点阵主要晶带的倒易截面,可根据 晶带定律和相应晶体点阵的消光规律绘制。如附录12。 标准花样对照法就是将实际观察、拍摄到的衍射花样直接