改進的多片層法在非正交晶系及EBSD中的電子動力衍射模擬.pdf

1、透射電鏡和掃描電鏡是當今科技工作者對材料顯微結(jié)構(gòu)進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，必須對電子束和樣品的相互作用進行動力學(xué)電子衍射模擬。多片層方法是當前被廣泛采用的一種動力學(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。改進的多片層法(RRS)是在多層法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新

2、方法。該方法沒有采取任何近似，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)用在了正交坐標系中，還只對正交晶體進行過動力學(xué)電子衍射模擬。然而在許多情況下進行動力學(xué)電子衍射模擬時(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)，計算公式在非正交坐標系中表達會更方便。因此很有必要推導(dǎo)非正交坐標系下改進的多片層表達式，并對非正交晶系晶體進行電子動力衍射模擬。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)期用改進的多層法進行EBSD花樣模擬，可以獲得更為的精確衍射花樣。基于以上考慮，本論文的主要研究內(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行動力學(xué)電子衍射模擬的非正交坐標系下改進的多片層表達式;并驗證了該表達式的準確性。另外，通過數(shù)據(jù)處理，探索了獲得反映衍射強度變化和晶體結(jié)構(gòu)對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)，把采用非正交坐標系下改進的多片層方法進行計算獲得的結(jié)果與采用傳統(tǒng)多片層方法進行計算獲得的結(jié)果進行了對比。研究結(jié)果表明：在低電壓下，改進的多片層方法比傳統(tǒng)多層法更適合于對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行精確的動力電子衍射模擬。
　　第三、首次用實空間法和改進的多片層方法模擬出了全尺度的EBSD花樣。