复杂电子衍射花样

高阶劳埃带衍射花样实例
孪晶电子 衍射花样
所谓孪晶，通常指按一定取向 关系并排生长在一起的同一物质的 两个晶粒。从晶体学上讲，可以把 孪晶晶体的一部分看成另一部分以 某一低指数晶面为对称面的镜像； 或以某一低指数晶向为旋转轴旋转 一定的角度。
孪晶的分类： 1、按晶体学特点：反映孪晶 和旋转孪晶； 2、按形成方式：生长孪晶和 形变孪晶； 3、按孪晶形态：二次孪晶和 高次孪晶。
对于hkl晶面来说，所有可能 的衍射方向构成一个半顶角为 90°－θ的衍射圆锥，这些射线锥 和距离晶体较远而又垂直于入射 束的底片相截于两支抛物线，由 于θ值很小，这两支抛物线非常接 近于直线，因此在底片上得到的 成对的菊池线看上去是两条直线。
非弹性散射电子进入晶体以后，向 各个方向散射的几率并不相等，沿 透射束方向的散射几率最大，随散 射角增大，其散射的几率减小，非 弹性散射引起的强度相应地会逐渐 降低，这样就形成了衍射照片上中 间亮四周渐暗的衍射谱背景（这个 背景是由非弹性散射电子形成的， 如示意图一所示）。
菊池来自百度文库的形成原理
非弹性散射的电子不与晶体相互作用产生衍射时，在 背底上将不会出现明显的衬度，但当非弹性散射电子 与某一晶面产生衍射时，会在某些方向产生衬度。如 示意图二所示，当hkl面不平行于入射束方向时，从P 点射出的散射线PQ如果满足衍射条件，则其反射线 QQ’也会满足衍射条件，即PR也满足衍射条件。但是 对于非弹性散射束而言，PQ方向的强度要大于PR方 向的强度，所以产生衍射后，PQ方向的强度为 PQ+RR’－QQ’，而PR方向的强度为PR+QQ’－RR’。 最终的结果，使得PQ方向强度有所降低，这相当于 在“山峰附近留下一条暗沟”，形成暗线；而PR方 向的强度有所增加，这相当于在“山谷处形成一道矮 墙”，形成亮线。
超点阵花样
当晶体是由两种或者两种以上 的原子或者离子构成时，对于晶体 中的任何一种原子或者离子，如果 它能够随机地占据点阵中的任何一 个阵点，则我们称该晶体是无序的； 如果晶体中不同的原子或者离子只 能占据特定的阵点，则该晶体是有 序的。
晶体从无序相向有序相转变 以后，在产生有序的方向会出现 平移周期的加倍，从而引起平移 群的改变。由此引发的最显著的 特点是在某些方向出现与平移对 称对应的超点阵斑点。
对于任一晶带轴而言，除了 零层倒易面之外，所有与零层倒 易面平行的倒易平面都与之垂直， 但这些倒易面与晶带轴之间不满 足晶带轴定律，它们之间的关系 满足广义晶带轴定律，所有与零 层倒易面平行的倒易平面统称为 高层倒易面。
高层倒易面中的倒易阵点由 于某些原因也有可能与倒易球相交 而形成附加的电子衍射斑点，这就 是高阶劳埃斑。
CaMgSi相中的(102)孪晶在不同位向下的孪晶花样
CaMgSi相中另外一种孪晶 其孪晶面是(011)面
镁中常见的(10-12)孪晶花样
CaMgSi相中(102)孪晶中二重孪晶和三重孪晶的形貌和与其对应的电子衍射花样
二重孪晶的形貌（暗场像）
二重孪晶花样
三重孪晶的形貌像(暗场)
三重孪晶花样
二次衍射
镁钙合金
较厚
二次衍射 花样实例
很薄
在较薄的地方，由于不存在动 力学效应，可以清楚地看到花 样中存在相当多消光的斑点， 但在较厚的地方，由于动力学 效应，出现二次衍射的矢量平 移，使得本来应该消光的斑点 变得看起来不消光了。
一种有序 钙钛矿相 中沿 [010]p方 向得到的 电子衍射 花样
菊池花样
在稍厚的薄膜试样中观察电子 衍射时，经常会发现在衍射谱的背 景衬度上分布着黑白成对的线条。 这时，如果旋转试样，衍射斑的亮 度虽然会有所变化，但它们的位置 基本上不会改变。但是，上述成对 的线条却会随样品的转动迅速移动。 这样的衍射线条称为菊池线，带有 菊池线的衍射花样称之为菊池衍射 谱。
高阶劳埃带形成的示意图
劳埃斑产生的原因： 1.由于薄膜试样的形状效应，使倒 易阵点变长，这种伸长的倒易杆增 加了高层倒易面上倒易点与反射球 相交的机会； 2.晶格常数很大的晶体，其倒易阵 点排列更密，倒易面间距更小，使 得上下两层倒易面与零层倒易面同 时与反射球相交的机会增加；
3.当电子衍射花样不正，使得零 层倒易面倾斜时，增加了高层倒 易阵点与反射球的相交机会； 4.电子波的波长越长，则反射球 的半径会越小，这样也会增加高 层倒易面上的倒易点与反射球相 交后仍然能在底片处成像的机会。
在电子束穿行晶体的过程中，会 产生较强的衍射束，它又可以作 为入射束，在晶体中产生再次衍 射，称为二次衍射。二次衍射形 成的新的附加斑点称作二次衍射 斑。二次衍射很强时，还可以再 行衍射，产生多次衍射。
产生二次衍射的条件： 1、晶体足够厚； 2、衍射束要有足够的强度。
二次衍射花样形成的示意图
图中本来只存在 两套花样，分别 是镁的[-1100]晶 带轴电子衍射花 样和Mg2Ca相 的[3-302]晶带 轴花样。而花样 中出现的很多卫 星斑是由于二次 衍射，通过 Mg2Ca相的(1103)斑点与Mg 的(000-2)斑点 之间存在的差矢 平移造成的。
电子束在穿透较厚的试样时，入射电子 与试样之间会发生相互作用，其中有部 分电子会发生非弹性散射。但是非弹性 散射之后，它们的能量损失也只有几十 电子伏特，相对透射电镜几十万伏的加 速电压来说，这个能量是非常小的，因 此可以认为非弹性散射以后，电子波的 波长基本没有变化。因此当这一部分电 子波在满足布拉格条件产生衍射时，其 几何关系与弹性散射电子可以认为没有 差别。
CuAu3无序 CuAu3有序 超点阵
CsCl无序
CsCl有序 超点阵
[111]方向六倍周期 [101]方向2倍周期 [11－1]方向2倍周期 [111]方向6倍周期
高阶劳埃斑
以入射束与反射球的交点作为 原点，构造出与晶体对应的倒易点 阵。则对于正空间中的任一晶带轴， 与之垂直而且过倒易空间的原点的 倒易面，称之为该晶带的零层倒易 面，该倒易面上的所有晶面与晶带 轴之间满足晶带轴定律，通常我们 得到的某晶带轴的电子衍射花样就 是该晶带轴的零层倒易面。