Интенсивность дифракции электронов

Вывод соотношения, описывающего дифракцию электронов иа молекулах. Для получения соотношения, выражающего интенсивность потока электронов, рассеянных под некоторым углом 6 к первоначальному направлению электронного пучка, рассмотрим [c.293]

Амплитуды Фа и фв рассеянных атомами А и В волн зависят от интенсивности взаимодействия падающей волны с атомами в данном случае, когда мы рассматриваем дифракцию быстрых электронов, амплитуды можно считать пропорциональными зарядам ядер Z. Интенсивность потока электронов пропорциональна квадрату амплитуды результирующей волны (мы рассматриваем волны де Бройля, а электронная плотность определяется величиной ф ). [c.294]

Экспериментальным путем по дифракции электронных пучков малой интенсивности показано, что волновыми свойствами обладает как коллектив микрочастиц, так и каждая микрочастица в отдельности. [c.47]

Таким образом, сопоставляя числовые значения положения и площади первого максимума кривой распределения со значениями, вычисленными по предлагаемым моделям, можно судить о пространственном расположении атомов в исследуемом бинарном сплаве. Однако удовлетворительное совпадение теоретических кривых распределения с экспериментальными не всегда достигается. В некоторых случаях результаты исследования структуры бинарных сплавов могут оказаться неоднозначными, поскольку на основании одной экспериментальной кривой интенсивности /(5) двухкомпонентного расплава получается лишь средняя функция атомного распределения р (Я). Нас же интересуют парциальные функции 0ц(7 ), Q22 R), Qi2 R) и Q2l R), описывающие структуру расплавов. В принципе они могут быть определены путем проведения трех независимых дифракционных экспериментов. В одном эксперименте используется дифракция рентгеновских лучей, в другом — дифракция нейтронов, в третьем — дифракция электронов (или нейтронов, если один из компонентов обогащен его изотопом). В разных излучениях атомные амплитуды рассеяния / 1(5) и а(5) неодинаковы, отличаются друг от друга и экспериментальные кривые интенсивности /(5). С их помощью могут быть рассчитаны парциальные структурные факторы а (8), Фурье-анализ которых дает искомые парциальные функции распределения д ij(R). [c.87]

Сильное рассеяние электронов, проходящих через образец, приводит к тому, что интенсивность дифракции в 10 —10 раз выше интенсивности, достигаемой в аналогичных условиях при использовании рентгеновского излучения. [c.138]

Определение структуры кристалла всегда основано на сопоставлении методом проб и ошибок наблюдаемых и расчетных интенсивностей дифракционных максимумов. Чтобы получить полный набор максимумов на рентгенограмме, необходимо изучать монокристалл размером не менее 20—50 мкм. На рентгенограммах порошков многие дифракционные максимумы не наблюдаются из-за их перекрывания или из-за того, что их интенсивность не превышает уровень фона. Это создает значительные трудности в определении рентгенографическим методом пространственной группы симметрии. При изучении мелкокристаллических цеолитов методом дифракции электронов легко детектировать дополнительные слабые отражения, но появление большого числа отражений затрудняет расшифровку. Изучение морденита, эрионита и цеолита Ь доказало ценность этого метода, однако для изучения многих других мелкокристаллических цеолитов дифракция электронов пока не применялась. [c.32]

Межплоскостные расстояния, перпендикулярные к поверхности, с 1, и постоянные решетки а х определяют из положений максимумов //V. Так как первичные электроны проникают в объект на определенную глубину, а реальная поверхностная структура не является строго двумерной, интенсивности дифракции зависят также от периодичности, нормальной к поверхности, и ускоряющего напряжения V. [c.231]

Наблюдаемый в электронном микроскопе контраст на дислокациях является результатом дифракции электронов [21]. Представим себе (рис. 10) тонкую пластинку, содержащую краевую дислокацию в Е. Пусть ориентация регулярно построенной части пластинки такова, что в ней приблизительно выполняется условие отражения Брэгга (это условие в тонкой пластинке заметно ослаблено). При прохождении через такой образец в результате дифракции падающий электронный пучок разделяется на пучок, прошедший прямо, и на ряд пучков, отклонившихся под разными углами. Предположим, что один из таких пучков значительно интенсивнее других, В этом случае мы имеем двухлучевой сигнал. Пусть в совершенной части пластинки интенсивность падающего пучка делится почти поровну между проходящим и рассеянным пучками, В местах дислокаций плоскости решетки отклоняются от идеальной ориентации. Допустим, что условия дифракции таковы, что решетка справа от дислокации имеет ориентацию, удовлетворяющую условию Брэгга. Тогда справа от дислокации интенсивность отклонившегося пучка больше, чем слева, где кристаллическая решетка повернута в противоположную сторону. [c.23]

Каков порядок величины толщины слоя, участвующего в рассеянии, необходимого для получения дифракционной картины, достаточной интенсивности при дифракции электронов, рентгеновских лучей и тепловых нейтронов [c.313]

Метод дифракции электронов вначале применяли в качестве способа изучения структуры молекул в газовой фазе, и это остается наиболее важным аспектом его использования. Образец помещают в печь, снабженную небольшим отверстием, так что испускаемый тонкий пучок молекул перпендикулярен электронному лучу. Давление пара образца поддерживают в пределах 100—200 мм при помощи ловущки, охлаждаемой жидким воздухом, в которой конденсируются молекулы, прошедшие электронный луч, При взаимодействии с электронным лучом молекулы образца практически независимы друг от друга. Получающаяся молекулярная дифракционная картина регистрируется на фотографической пластинке. К сожалению, на молекулярное рассеяние накладывается фоновое рассеяние, которое сильно уменьшается с расстоянием от центра пластинки и усложняет расчет интенсивностей пятен. Чтобы устранить этот недостаток, между точкой дифракции и фотографической пластинкой часто помещают вращающийся сектор. Этот сектор имеет такую форму, что компенсирует уменьшение фоновой интенсивности в направлении границ пластинки и дает компенсированную молекулярную дифракционную картину, в которой основные пятна налагаются на фон примерно постоянной интенсивности. [c.192]

На рис. 99 показана такая функция для различных значений V. Функция распределения а (у) показана на рис. 104. Она почти точно соответствует функции распределения интенсивностей в меридиональной дуге при измерениях дифракции рентгеновских лучей или дифракции электронов в ориентированных кристаллитах. Такая функция распределения часто характеризуется полушириной у1/2, т. е. углом, при котором функция принимает зна- [c.293]

Фазовый состав катализаторов. Для общего фазового анализа катализаторов используются в основном два метода — рентгенография и дифракция электронов (электронография), хотя для некоторых специальных задач могут применяться и другие физические методы — магнитной восприимчивости, термография, ЭПР, различные виды спектроскопии. Практически наиболее широко применяется рентгенография, основанная иа дифракции характеристического рентгеновского излучения на поликристаллических образцах. Каждая фаза имеет свою кристаллическую решетку и, следовательно, дает вполне определенную дифракционную картину. На дебаеграмме каждой фазе соответствует определенная серия линий. Расположение линий на дебаеграмме определяется межплоскостными расстояниями кристалла, а их относительная интенсивность эависит от расположения атомов в элементарной ячейке. Межплоскостные расстояния d вычисляются по уравнению Брэгга—Вульфа [c.379]

Для изучения фазового состава поверхностного слоя катализаторов пользуются методом электронографии [27], так как глубина проникновения электронных лучей гораздо меньше рентгеновских и составляет величину порядка десятков и сотен ангстрем. Этот метод является также полезным при исследовании процесса образования новых фаз, когда количество новой фазы незначительно и кристаллы имеют малые размеры. В этом случае интенсивность рентгеновских рефлексов ничтожно мала и они теряются на фоне рентгенограммы, в то время как электронограмма дает отчетливую картину. Определение фазового состава поликристаллических веществ методом дифракции электронов обычно проводится по их межплоскостным расстояниям, рассчитываемым в свою очередь по формуле Брэгга—Вульфа. Точность определения межплоскостных расстояний по электро-нограммам значительно меньше, чем рентгеновским методом. [c.381]

С помощью электронографического анализа можно в принципе решать те же задачи, что и рентгенографическим анализом исследование кристаллической структуры, проведение фазового анализа, определение межплоскостных расстояний и периодов решетки, определение текстуры и ориентировки кристаллов и т. д. Однако особенности волновых свойств пучка электронов обусловливают и определенную специфику их использования, а также преимущества и недостатки по сравнению с рентгенографическим методом исследования кристаллов. Преимущество электронограмм заключается прежде всего в том, что в связи с малой длиной волны и сильным взаимодействием электронов с веществом этим методом можно получить резкие и интенсивные рефлексы при меньших размерах кристаллов и-меньшем количестве вещества, чем при рентгенографическом анализе, В рентгенографии, например, расширение линий начинается при р.эзмере частиц 500—900 А, а в электронографии оно становится заметным лишь при размерах 20—30 А. Интенсивность электронного луча гораздо больше, а необходимая экспозиция гораздо меньше, чем рентгеновских лучей, что дает существенные методические преимущества. Интенсивность отражений при дифракции электронов обычно настолько велика, что позволяет визуально на флюоресцирующем экране наблюдать дифракционную картину. Указанные особенности электронографии делают ее особенно ценной, например, при исследовании зародышей новых фаз. Электронография может использоваться также при изучении положений легких атомов в кристаллической решетке, хотя для этого более пригодна нейтронография, [c.105]

Экспериментальные установки обычйо сочетают проведение в одной и той же вакуумной камере Оже-спектроскопии и измерений дифракции электронов низкой энергии. В результате получается информация как о химическом составе поверхности, так и о ее атомной структуре. Для изучения геометрической структуры поверхности используют электронный сканирующий микроскоп. Принцип действия этого прибора аналогичен передаче телевизионного изображения, только здесь на исследуемый объект направляется сфокусированный пучок электронов, а детектируется интенсивность отраженных электронов, которая затем передается на экран электронно-лучевой трубки. Движение сфокусированного пучка электронов вдоль исследуемого образца синхронизовано с движением луча электронно-лучевой трубки, в результате чего на ее экране получается изображение изучаемой поверхности. Разрешение современных сканирующих микроскопов составляет 5—10 нм. [c.86]

Кристалл представляет собой систему, состоящую их двух взаимодействующих подсистем электронной и ядерной. В рассеянии излучений принимают участие обе подсистемы, однако, интенсивность рассеяния на каждой из них зависит от природы рассеиваемого излучения. Например, интенсивность потенциального рассеяния рентгеновских лучей на ядрах атомов (томпсоновское рассеяние) примерно в 10 раз меньше интенсивности, рассеянной электронными оболочками тех же самых атомов, поэтому в теории дифракции рентгеновских лучей рассеянием на ядрах пренебрегают. Известны некоторые изотопы, ядра которых как раз попадают в область длин волн, используемых в структурном анализе. Сечение взаимодействия таких ядер имеет резонансный характер и по величине может значительно превышать сечение взаимодействия излучения с электронными оболочками атома. [c.174]

Дифракционные методы. В дифракционных методах исследования рентгеновское излучение, поток электронов или нейтронов взаимодействуют с атомами в молекулах, жидкостях или кристаллах. При этом исследуемое вешество играет роль дифракционной решетки. А длина волны рентгеновских квантов, электронов и нейтронов должна быть соизмерима с межатомными расстояниями в молекулах или между частицами в жидкостях и твердых телах. Сама же дифракция (закономерное чередование максимумов и минимумов) представляет собой результат интерференции волн. Она зависит от химического и кристаллохимического строения, следовательно, соответствует структуре исследуемого вещества. Поэтому есть принципиальная возможность для решения обратной задачи дифракции, т. е. установление структуры вещества по его дифракционной картине. Обратная задача дифракции для рентгеновского излучения, дифрагирующего в конденсированных средах, называется рентгеноструктурным анализом. Методы применения электронных и нейтронных пучков вместо рентгеновского излучения называются электронографией и нейтронографией соответственно. Общим для этих методов является анализ углового распределения интенсивности рассеянного рентгеновского излучения, нейтронов и электронов в результате взаимодействия с веществом. Но природа рассеяния рентгеновских квантов, нейтронов и электронов не одинакова. Рентгеновское излучение рассеивается электронами атомов, входящими в состав вещества. Нейтроны же рассеиваются атомными ядрами а электроны — электрическим полем ядер и электронных оболочек атомов. Интенсивность рассеяния электронов пропорциональна электростатическому потенциалу атомов. [c.195]

Рентгеновские лучи рассеиваются в результате взаимодействия с электронными оболочками атомов в-ва, нейтроны — с ядрами и маш. моментами атомов, электроны — с электростатич. потенциалом, создаваемым электронами и ядрами. Отношения интенсивностей рассеянного и падающего излучения для рентгеновских лучей и для нейтронов соотв. в W и 10 раз меньше, чем для электронов. Слабо рассеивающиеся рентгеновские лучи и нейтроны использ. в осн. для изучения монокристаллов размером 0,1—1 мм, электронные пучки — для изучения молекул в газовой фазе, поликристаллич., жидких и аморфных пленок толщиной 10 —10" см, монокристаллов размером ок. 0,1 мкм, а также поверхностей кристаллич. в-в. Дифракц. картина от монокристаллов — это система четких максимумов интенсивности, что позволяет рассчитать координаты атомов. Для аморфных в-в, к-рые, как и газы, дают размытую дифракц. картину в виде концентрич. колец, определяют лишь ближ-нии порядок атомов (расстояния между ближайшими атомами и координац. число Дифракция электронов на относительно простых молекулах газа (пара) позволяет определять межатомные расстояния в молекуле. [c.186]

Электронография основана на явлении дифракции электронов на ядрах атомов. Метод применяется для изучения структуры различных веществ в газообразном состоянии. Дифракционная картина взаимодействия быстрых электронов с неществом фиксируется на фотопластинке в виде электронограммы. Она состоит из центрального пятна, образованного неотклонивщимися электронами, и колец различной интенсивности, являющихся результатом действия рассеянных электронов. Характер колец и их интенсивность обусловлены строением исследуемого соединения. Расшифровка электронограмм путем использования определенных математических соотношений дает возможность установить геометрическую форму, расположение атомов, межъядерные расстояния и валентные углы несложных молекул. В случае сложных соединений применение электронографии затруднено. > [c.512]

Хотя метод муара и прямое исследование кристаллических решеток начали интенсивно развиваться совсем недавно, оба эти нанравленияследует считать весьмаперспективными, так как они позволяют получать сведения относительно тонкой структуры реальных кристаллов. При этом сохраняется важное пре-имуш,ество электронной микроскопии получаемые данные относятся к отдельным участкам объекта, а не носят усредненный характер, как это имеет место при использовании метода дифракции электронов или рентгеновских лучей. Более подробно этот метод будет изложен во второй части. [c.19]

Исследования при помощи дифракции электронов и крайне чувствительного темиопольного метода показали, что в пленках не содержится заметных кристаллов. Пленки вполне устойчивы во время электронной бомбардировки при увеличениях 40 ООО— 60 ООО, грануляция платины наблюдается лишь после облучения, которое но интенсивности во много раз превышает нормальное. После такого облучения, согласно данным темно-польного метода и электронографии, в пленках обнаруживаются кристаллиты, причем такую же картину грануляции дает платина, напыленная в отдельности на углеродную пленку. Полученные данные свидетельствуют о том, что этот способ является многообещающим для получения высокого разрешения при оттенении. При наблюдении в электронном микроскопе с высокой разрешающей способностью собственную структуру пленок обнаружить не удается, а тени представляются очень резкими даже в том случае, если расстояние от источника испарения до объекта составляло всего 2,5 см. Следовательно, источник можно рассматривать в качестве точечного. [c.88]

При достаточно совершенной кристаллической структуре объекта на электронограмме будут присутствовать не только точки (результат упругого рассеяния и дифракции электронов от точечного источника), но и дополнительная сложная картина светлых и темных поле (результат дифракции электронов пучка, претерпевших неупругое рассеяние в объеме объекта при малых потерях энергии. Интенсивность рассеяния электронов максимальна в направлении падающего пучка и с увеличением угла рассеяния а резко уменьшается. Пусть где-то внутри кристалла находится источник диффузно рассеянных электронов. В направлении ti и 2 рассеянные электроны встречают плоскости HKL кристалла, от которых отражаются в соответствии с законом Вульфа— Брегга. В связи с тем, что интенсивность диффузно рассеянных электронов, в направлении ai меньше, чем в направлении 2 (поскольку а <Са2), интенсивность отраженных лучей А/г>A/i. Следовательно, добавление к интенсивности фона [-fA/2 в направлении ai больше, чем убыль интенсивности —А/ь и, наоборот, убыль интенсивности —Д/2 в направлении 2 больше, чем добавление +A/i- В итоге в определенных направлениях должна возникать избыточная интенсивность фона, а в других недостаток интенсивности (рис. 20.31). Эти направления соответствуют образующим конусов, осью которых является нормаль к отражающим плоскостям HKL и HKL, и угол при вершине равен (180°—2 ). Геометрия дифракции электронов, источник которых располагается внутри самого кристалла, та же, что и геометрия псевдо-Косселя для дифракции рентгеновских лучей (см. гл. 9). В связи с малостью углов О пересечения конусов с плоскостью экрана или фотопластинки в случае дифракции быстрых электронов картина имеет вид прямых линий (вместо гипербол при рентгеновской дифракции). Картины линий Кикучи очень чувствительны к изменению ориентировки кристалла. Как видно на рис. 20.31,6, след отражающей плоскости точно проектируется посередине расстояния между соответствующими темной и светлой линиями Кикучи и представляет собой гномоническую [c.474]

Поскольку это взаимодействие обусловлено колебаниями электронов, интенсивность дифракции на тяжелых атомах будет значительно больше, чем на более легких атомах. В результате различия в интенсивиостях на рентгенограмме столь велики, что по ложение легких атомов (например, водорода) очень трудно определить из-за маскирующей интенсивности тяжелых атомов. Кроме того, нельзя провести различие между разными атомам1и, которые Проявляют почти одинаковую способность к рассеянию рентгеновских лучей (например, отличить кислород от азота). Если требуется установить разл.ичия в положении легких атомов или атомов с приблизительно одинаковыми атомными номерами, то необходимо применить методы, основанные на дифракции элв К-тронов или нейтронов. [c.119]

Дифракция электронов в очень тонких пленках силикатных стекол используется как вспомогательный метод при определении структуры стекла . В противоположность интерференции рентгеновских лучей катодные лучи дают высокую дифракционную интенсивность только при малых углах скольжения. Результаты этого исследования удовлетворительно согласовались с межионными расстояниями, определенными Уорре- [c.181]

Помимо рентгеновских методов и дифракции электронов, новая область нейтронной дифракции обещает стать неотъемлемой частью изучения молекулярных и кристаллических структур. В интенсивности распределения этих лучей усматривается весьма существенная разница взаимодействие аейтронов с отдельными атомами и ядрами сильно отличается о.т взаимодействия с ними рентгеновских лучей и электронов. Водород дает дифракцию, которую можно сравнивать с дифракцией других элементов, поэтому структуры, включающие водородные ядра, особенно просто исследовать с помощью нейтронов . Так как нейтроны, приходящие от источника цепной реакции, не ионизируют и, следовательно, не действуют на фотографическую пластинку, рядом с пленкой для рентгеновских лучей следует помещать индиевый экран или к пленке активатора добавлять флуоресцирующий экран. Главное преимущество использования дифракции нейтронов заключается в указании положения водорода и, следовательно, гидроксила в структурах силикатов, что очень важно. [c.275]

Способы использования простых характеристик кристалла для структурного анализа были развиты Коулеем и Рисом [22]. В этой работе применяли метод Фурье. Результаты представляли собой распределение потенциалов, которое графически можно изобразить или на плоскости, или в пространстве. Трудности проведенця точных измерений интенсивности более значительны, чем при рентгеноструктурном анализе. Для получения удовлетворительных результатов необходимо вводить точные поправки на вторичное рассеяние. Имеется также значительная неопределенность формы кривых атомного рассеяния электронов. Однако из сказанного выше ясно, что метод дифракции электронов является значительно более результативным, чем метод дифракции рентгеновских лзшей, при обнаружении легких атомов в присутствии тяжелых, например атомов водорода в органических молекулах или углерода, кислорода и азота в соединениях, содержащих свинец или платину. [c.58]

Однозначно определить тип упорядочения неметаллических атомов можно с помощью методов дифракции электронов или нейтронов. В обоих методах интенсивность дифракционного максимума не зависит от квадрата атомного номера, и позицию атомов неметалла можно определить по дифрактограммам. Однако получить электронную дифрактограмму трудно необходимы пленочные реплики, процедура приготовления которых сложна из-за хрупкости и пористости материалов и отсутствия специальных методик утончения образцов. Для решения рассматриваемой задачи идеально подходит метод дифракции нейтронов, особенно потому, что ней-тронограммы многих упорядоченных карбидов уже были ранее [c.29]

Например, на снимке (рис. 34), полученном методом просвечивания, видны небольшие кристаллы никеля шириной порядка 200—1000 А, между которыми имеются пустоты. (Никелевая пленка была напылена при 273 А К, и хотя считалось, что пленка могла образовываться на стеклянной подложке, методом локальной дифракции электронов было доказано, что пленка выросла на подложке из закиси никеля [44].) На рис. 35 показана подобная (полученная на просвет) микрофотография, после того как никелевую пленку нагревали в вакууме при 670° К в течение 60 мин. Увеличение ширины кристаллов, уменьшение размеров пустот, а такн е появление дефектов упа ковки со всей очевидностью показывают, что при нагревании произошел интенсивный рост кристаллов (см., нанример, работу [485]). Углеродная реплика с платиновым иодтенением (см. рис. 36), снятая с этой новерхности после нагревания, ясно показывает исчезновение поверхностных шероховатостей и образование сравнительно гладкой поверхности. [c.143]

Тритиан также, по-видимому, существует в форме кресла. Такое заключение было сделано (однако недостаточно однозначно) на основании данных дифракции электронов [248] и дипольных моментов [269]. Более убедительное (но, но-видимому, также не окончательное) доказательство дает исследование ЯМР-спектров замещенных триоксанов [284]. Так, тример тиоацетальдегида (2,4,6-триметилтритиан) существует в виде двух геометрических изомеров, один из которых (цис) обнаруживает в ЯМР-спектре один сигнал метильной группы и один сигнал метиленовых протонов. Однако в спектре тракс-изомера проявляются сигналы двух различных метильных групп и двух циклических протонов с соотношением интенсивностей 2 1. В отличие от циклогексана [c.301]

Применение электронографии для исследования полимеров основано на тех же принципах, что и применение рентгенографии. Одинаков и характер информации, получаемой этими методами. Вследствие меньших значений 1 для быстрых- электронов ( 0,1 А) искажения, вносимые конечными размерами кристаллитов, начинают сказываться при меньших d ( 100 А), но рефлексы значительно интенсивнее и экспозиции, требуемые для получения четких электронограмм, весьма невелики. Элек-тронограммы можно наблюдать непосредственно на светящихся экранах, а исследование производить в тонких образцах, что исключает необходимость учета многократного рассеяния в толще вещества. В сочетании с электронной микроскопией дифракция электронов позволяет получить электронограмму от заданного участка образца (см. рис. 7). Приспособления для получения электронограмм имеются во всех современных электронных микроскопах. Принципы применения электронографии для исследования полимеров разработаны достаточно пол-hq29,i69 g последнее время проведены работы, в которых для исследования полимеров использован метод электронографии под малыми углами. [c.63]

Хотя из рис. 5.1 видно, что число настоящих максимумов и минимумов в дифракционной картине (если они вообще имеются) невелико, к счастью, человеческий глаз реагирует на изменения в интенсивности так, как если бы картина действительно состояла из максимумов и минимумов. На ранней стадии экспериментов по дифракции электронов именно это обстоятельство использовалось при отыскании положений экстремума. Затем определялись относительные интенсивности в различных частях электронограммы, и таким образом строилась экспериментальная кривая рассеяния. Для интерпретации этой экспериментальной кривой при визуальной работе уравнение (5.4) обычно упрощали двумя способами. Переменный член с факторарли рассеяния заменяли произведением порядковых номеров 2 2 , а экспоненциальным членом затухания Aju пренебрегали. Таким образом получали уравнение для молекулярного рассеяния [c.98]