关于电子衍衬像介绍

[拼音]：dianzi yanchenxiang

[外文]：electron diffraction contrast image

用透射电子显微镜拍摄的晶体衍射衬度像。可以用来观察晶体缺陷，如位错、层错等。

透射电子显微镜（见电子显微镜）于1932年问世之后，就因其分辨本领高而用来观察光学显微镜所看不见的细节。可是对于固体材料，由于电子的穿透本领弱，早期只能借助表面复型技术（用有机薄膜把固体表面状态复制下来）观察固体表面的形貌。这种电子显微像的衬度借助于物镜光阑孔对散射电子的吸收而形成，故称吸收衬度。50年代发展了薄膜制备技术，才开始用电子显微镜来观察固体材料的内部结构。在电子显微镜中，电子被薄晶体试样所衍射，用衍射束（或透射束）所形成的电子显微像，其衬度来源于衍射波振幅的变化，为衍射振幅衬度像，简称衍衬像。这样就发展了衍衬技术。

如果让透射束和衍射束同时参与成像，像就能反映出晶体结构的周期性（见点阵像）。但如果只让透射束或某个衍射束通过物镜光阑，则不能形成反映晶体结构周期的像。不过，因薄晶体下表面不同地点衍射波的振幅（及强度）分布对应于晶体各部分不同的衍射能力，当晶体中存在缺陷时，缺陷区域的衍射能力不同于完整区域，使各衍射波（及透射波）的振幅（及强度）分布不均匀，反映出晶体缺陷的分布情形。这就是衍衬像的成像原理。晶体缺陷衍射强度的确切来由可借助电子衍射理论来阐明。运动学衍射理论可以给出一个定性的解释。动力学衍射理论可以给出定量的解释（见衍射动力学理论）。

衍衬像大体可分为两种类型：

（1）是具有一定宏观不均匀性（厚度、取向不同等）的完整晶体所产生的，像上呈一些黑线，称为消光轮廓，类似物理光学中的等厚与等倾干涉条纹。

（2）是由晶体缺陷所产生的。例如堆垛层错（见面缺陷）在像上表现为黑白相间的条纹（图1），位错则表现为直线或曲线（图2）。

在实际工作中，为了便于解释，常用双光束条件成像。为此需调整晶体取向，只令某一衍射束充分满足布喇格条件，这样就只有一个衍射束的强度比较强，可以只考虑此衍射束与透射束之间的相互作用。建立在上述近似基础上的衍射理论称双光束动力学理论，用它可以解释许多缺陷的衍射衬度。在双光束条件下，如果衍射束成像，所得的像称暗场像；若用透射束成像，则称明场像。

随着透射电子显微镜分辨本领的提高，70年代发展了弱束技术衍衬像。利用远离布喇格条件的弱衍射束得到的暗场像有较高的分辨率。

参考书目

1. 全国第二届金属物理学术会议论文集编辑委员会编：《X射线学及电子显微术进展》，第267页，上海科学技术出版社，上海，1966。
2. P.B.Hirsch，et αl.，Electron Microscopy of Thin Crystals，2nd ed.， Krieger， New York， 1977.