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透射TEM新手入门：衍射斑点标定 1

news 2025/8/23 16:15:37

上一期介绍了透射明场像、暗场像以及衍射斑点的应用场景，其中，选区电子衍射（SAED）是透射电子显微镜（TEM）中分析材料晶体结构的重要技术，通过对衍射斑点的标定，可确定晶体的点阵类型、晶面间距、取向关系等关键信息。本篇将进一步介绍如何对选区衍射得到的衍射斑点进行标定。

前情提要

透射TEM新手入门：明场像、暗场像、衍射斑点-CSDN博客https://blog.csdn.net/weixin_50519490/article/details/150601920?spm=1001.2014.3001.5501

（关于这部分的理论知识就不再赘述了，建议小伙伴自行找相关的书籍进行学习）

倒易点阵模型：衍射斑点是实空间晶格经傅里叶变换后的倒易点阵投影。
- 当电子束沿晶带轴 [uvw] 入射时，衍射花样为零层倒易面的放大像。
- 斑点位置R（距中心斑距离）与晶面间距d满足： $R= \frac{\lambda L}{d}$ （λ：电子波长，L：相机长度，λL为仪器常数）
- 电子波长λ的计算公式：

$\lambda =\frac{h}{\sqrt{Uem}}$

参数	物理意义	测量方法	公式关联
R	斑点-中心斑距离	DM软件直接测量（像素）	→ 计算d值：d = λL/R
d	晶面间距	与XRD数据库对比	立方晶系：1/d² = (h²+k²+l²)/a²
φ	斑点间夹角	DM角度测量工具	验证晶面夹角理论值

注：标定本质是寻找{hkl}指数，使测量d、φ与晶体理论值匹配（误差<5%）

（这里简单举一个计算案例）

测量数据：

斑点 R (像素) d (Å) 候选晶面 {hkl}
A 25.3 2.32 {101} α-Ti
B 36.1 1.63 {110} β-Ti
C 43.8 1.34 {112} β-Ti
夹角验证：
- ∠A-B = 90° → α-Ti{101}与β-Ti{110}理论夹角89.5°（误差0.5%）
晶带轴确定：
- 选斑点A{101}和B{110} → 叉乘得晶带轴 [1-11]
标定结果：
- 结论：析出相为β-Ti（体心立方），沿[1-11]方向观察。