定量電子晶體學.pdf

1、當今,電子晶體學由于具有X射線晶體學所無法比擬的獨特優(yōu)勢而變得日益活躍.然而,由于電子與晶體之間強烈的動力學交互作用,使得用電子顯微鏡方法分析結(jié)構(gòu)復雜化.為了解決其中的動力衍射問題,多年來電子晶體學家們已發(fā)展了一些數(shù)值模擬方法.這些方法無法揭示模擬結(jié)果與晶體結(jié)構(gòu)之間的直觀關(guān)系,且只能對提出的已知晶體結(jié)構(gòu)進行模擬證實,而要分析未知結(jié)構(gòu),則必須發(fā)展電子動力衍射解析公式.到目前為止,還沒有得到一個很好的能夠描述電子動力衍射的解析表達式.電子晶

2、體學家所能夠做的是從不同的角度尋找近似公式.2001年楊奇斌等人基于Schrodinger方程,推導了一解析表達式:φ<'→>(r)=exp{<,g>∑exp(-iλπg(shù)<'2>z)-1/-4π<'2>g<'2> 4πF<'→>(g)exp[-2πi<'→→>(g·r)]}本文通過對推導上述電子動力學衍射解析公式的Schrodinger方程中二階微分項の<'2>η/の<'2>z的考慮,得到了一個更為準確的解析表達式;并分析得出在某些情況

3、下,對公式的修正是必要的.一般說來,出射面波函數(shù)主要由零級勞埃帶決定的,但在某些情況下,高級勞埃帶效應(yīng)也必須考慮.相對于零級勞埃帶效應(yīng)的研究而言,高級勞埃帶對出射面波函數(shù)的影響的研究是比較棘手的(這是因為盡管在倒易空間零級勞埃帶效應(yīng)與高級勞埃帶效應(yīng)是分開的,但是在高分辨像中二者往往疊加在一塊).這里我們首先采取研究零級勞埃帶效應(yīng)的同樣的辦法來研究高級勞埃帶效應(yīng),即用兩種方式(數(shù)值方法和解析公式法)來計算高級勞埃帶效應(yīng);然后根據(jù)解析表達式

4、從理論上分析了組成樣品原子量,樣品厚度,入射電子束波長,垂直入射束方向的點陣平面間距以及原子柱中原子的分布等因素影響高級勞埃帶效應(yīng);最后用計算結(jié)果證明了上述結(jié)論的正確性.解析公式是一個普適公式,原則上,它可用于束傾斜,樣品傾斜等多種成像條件下的計算.我們把此電子動力學衍射理論公式和多層法對照,模擬計算了電子束沿晶帶軸方向偏離不同角度入射時的出射面波函數(shù)的相位分布.證實了該解析表達式確實可適用于束傾斜情況.由于實際操作電子顯微鏡時,入射束