改進(jìn)的多片層法在非正交晶系及EBSD中的電子動(dòng)力衍射模擬.pdf

1、透射電鏡和掃描電鏡是當(dāng)今科技工作者對(duì)材料顯微結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征的兩種重要手段。為了正確解釋用透射電鏡拍攝的高分辨像和用掃描電鏡拍攝的電子背散射衍射花樣，最大限度地獲取樣品的結(jié)構(gòu)信息，必須對(duì)電子束和樣品的相互作用進(jìn)行動(dòng)力學(xué)電子衍射模擬。多片層方法是當(dāng)前被廣泛采用的一種動(dòng)力學(xué)電子衍射模擬方法。多片層方法包括傳統(tǒng)多層法(CMS)和實(shí)空間法(RS)。但是為了便于求解，這些方法都采取了高能近似。改進(jìn)的多片層法(RRS)是在多層法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新

2、方法。該方法沒(méi)有采取任何近似，因此理論上分析該方法應(yīng)該更精確。到目前為止，該方法還只應(yīng)用在了正交坐標(biāo)系中，還只對(duì)正交晶體進(jìn)行過(guò)動(dòng)力學(xué)電子衍射模擬。然而在許多情況下進(jìn)行動(dòng)力學(xué)電子衍射模擬時(shí)(例如：非正交晶系晶體或者正交晶系晶體沿著某些晶帶軸入射)，計(jì)算公式在非正交坐標(biāo)系中表達(dá)會(huì)更方便。因此很有必要推導(dǎo)非正交坐標(biāo)系下改進(jìn)的多片層表達(dá)式，并對(duì)非正交晶系晶體進(jìn)行電子動(dòng)力衍射模擬。另外，EBSD衍射花樣是在掃描電鏡中獲得的。掃描電鏡的工作電壓一般

3、在40-10千伏左右。在如此低的加速電壓下，預(yù)期用改進(jìn)的多層法進(jìn)行EBSD花樣模擬，可以獲得更為的精確衍射花樣?；谝陨峡紤]，本論文的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　第一、推導(dǎo)出了便于非正交晶系晶體或者在電子束入射面內(nèi)為非正交的正交晶系晶體進(jìn)行動(dòng)力學(xué)電子衍射模擬的非正交坐標(biāo)系下改進(jìn)的多片層表達(dá)式;并驗(yàn)證了該表達(dá)式的準(zhǔn)確性。另外，通過(guò)數(shù)據(jù)處理，探索了獲得反映衍射強(qiáng)度變化和晶體結(jié)構(gòu)對(duì)稱性的衍射花樣的圖像處理方法。
　　第二、以在電子束入

4、射面內(nèi)具有六次對(duì)稱的晶體Si[111]和單斜晶系晶體Na2Ti3O7為例，在加速電壓從40千伏到10千伏的范圍內(nèi)，把采用非正交坐標(biāo)系下改進(jìn)的多片層方法進(jìn)行計(jì)算獲得的結(jié)果與采用傳統(tǒng)多片層方法進(jìn)行計(jì)算獲得的結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。研究結(jié)果表明：在低電壓下，改進(jìn)的多片層方法比傳統(tǒng)多層法更適合于對(duì)非正交晶系晶體或者電子束入射面內(nèi)為非正交的正交晶體進(jìn)行精確的動(dòng)力電子衍射模擬。
　　第三、首次用實(shí)空間法和改進(jìn)的多片層方法模擬出了全尺度的EBSD花樣。