Kikuchi linja

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 11. huhtikuuta 2014 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 10 muokkausta .

Kikuchi-viiva tai Kikuchi-viiva [1] (japanilaisen fyysikon Seishi Kikuchin puolesta ) on nauhapari, joka muodostuu elektronidiffraktion aikana yksittäiskiteestä. Tämä ilmiö voidaan havaita heijastuneiden elektronien diffraktiossa SEM : ssä ja transmissioelektronimikroskoopissa näytteen alueella, joka on tarpeeksi paksu moninkertaista sirontaa varten [2] . Nauhat toimivat "reittinä suuntautumisavaruudessa" mikroskooppeille, jotka eivät ole varmoja siitä, mitä he tarkkailevat. Toisin kuin diffraktioheijastukset, jotka haalistuvat ja ilmestyvät uudelleen, kun kidettä pyöritetään, Kikuchi-viivat merkitsevät orientaatioavaruutta hyvin määriteltyjen risteyskohtien (jota kutsutaan vyöhykkeiksi tai napoiksi) sekä risteyksiä yhdistävien polkujen kautta.

Kikuchi-nauhojen geometrian kokeelliset ja teoreettiset kartat sekä niiden suorat avaruusvastineet, kuten taivutusmuodot, elektronien kanavointikuviot ja reunanäkyvyyskartat, ovat yhä hyödyllisempiä kiteisten ja nanokiteisten materiaalien mikroskoopiassa . [3] Koska jokainen Kikuchi-viiva liittyy Bragg-diffraktioon yhden hilatasojoukon toisella puolella, näille viivoille voidaan osoittaa samat Millerin tai käänteishilaindeksit, joita käytetään osoittamaan tavanomaisia ​​diffraktioheijastuksia. Kikuchi-liuskojen leikkauspisteet, toisin sanoen vyöhykkeet, on merkitty suorilla hila-indekseillä eli indekseillä, jotka esitetään kertomalla kantavektorit a, b ja c.

Kikuchi-viivat muodostuvat sironneiden elektronien diffraktiokuvioita esimerkiksi atomien lämpövärähtelyjen seurauksena. [4] Niiden geometrian pääpiirteet voidaan päätellä Seishi Kikuchin vuonna 1928 ehdottamasta yksinkertaisesta elastisesta mekanismista [5] , vaikka joustamattoman sironnan dynaaminen teoria on ymmärrettävä kvantitatiivisesti. [6]

Röntgensironnan tapauksessa näitä viivoja kutsutaan Kossel-viivoiksi . [7]


Kokeellisten maalausten ja karttojen hankkiminen

Vasemmalla olevassa kuvassa näkyy piin [100]-vyöhykettä vastaavat Kikuchi-viivat, joiden säteen poikkeama siitä on noin 7,9° Kikuchi (004) -kaistaa pitkin.

Kuvan dynaaminen alue on niin suuri, että vain osa filmistä jää valottamatta. Kikuchi-viivoja on helpompi seurata fluoresoivalla näytöllä, kun silmät ovat tottuneet pimeyteen, kuin seurata staattisia tulosteita paperille tai filmille, vaikka sekä ihmissilmä että valokuvafilmi reagoivat suunnilleen logaritmillisesti valon voimakkuuteen.


Tavallisen avaruuden analogit

Kikuchi-viivat korostavat hilatasojen reunaa paksujen näytteiden diffraktiokuvioissa. Koska Bragg-kulmat korkeaenergisessa elektronidiffraktiossa ovat hyvin pieniä (~ 1⁄4 kulmaa 300 keV : lle)), Kikuchi-kaistat ovat melko kapeita käänteisavaruudessa. Se tarkoittaa myös normaaliavaruudessa olevissa kuvissa, että hilatasojen reuna (hilatasojen reuna) ...


Taivuta ääriviivat ja keinuvat käyrät

Keinukäyrät [8] (vasemmalla) ovat käyriä heijastuneiden elektronien intensiteetistä satunnaisen ja normaalin elektronisuihkukohdan välisen kulman funktiona kidetasojen muodostamiseksi näytteessä.

Hilan reunan näkyvyyskartat

Keinukäyrästä näkyy, että näytteen paksuus muuttuu 10 nanometriin tai pienemmäksi (esim. 300 keV:n elektronien ja hilavälien ollessa noin 0,23 nm) kallistuskulma-alueen, joka johtaa diffraktioon ja/tai hilan reunakontrastiin (hila-hapsa). näkyvyys) tulee kääntäen verrannollinen näytteen paksuuteen. Hilan näkyvän reunan geometria (hilan reunan näkyvyys) tulee siksi hyödyksi nanomateriaalien tutkimuksessa elektronimikroskoopissa [9] [10] , samoin kuin kaarevat ääriviivat (taivutusmuodot) ja Kikuchi-viivat ovat hyödyllisiä. yksikidenäytteiden tutkimuksessa (esimerkiksi metalli- ja puolijohdenäytteet, joiden paksuus on kymmenen mikrometrin alueella).

Kanavatut elektronikartat

Yllä olevat menetelmät sisältävät kaikkien ohuen näytteen läpi kulkevien elektronien havaitsemisen, yleensä transmissioelektronimikroskoopissa . Pyyhkäisyelektronimikroskoopissa sitä vastoin yleensä tarkastellaan elektroneja, jotka nousevat, kun fokusoitu elektronisuihku rasteroidaan paksun näytteen läpi(!?). Kanavatut elektronikuviot korostavat assosiaatiovaikutusta kidehilan tasojen reunaan (reuna-hilatasot), joka havaitaan pyyhkäisyelektronimikroskoopissa toissijaisissa tai takaisinsironneissa elektroneissa.


Katso myös

Muistiinpanot

  1. Käytännön transkription sääntöjen kannalta nimi ”Kikuchi Lines” on oikea, mutta tällaista nimeämistä ei esiinny venäjänkielisessä tieteellisessä kirjallisuudessa.
  2. David B. Williams ja C. Barry Carter. Transmissioelektronimikroskooppi: materiaalitieteen  oppikirja . - Plenum Press, NY, 1996. - ISBN 0-306-45324-X .
  3. K. Saruwatari, J. Akai, Y. Fukumori, N. Ozaki, H. Nagasawa ja T. Kogure. Biomineraalien kideorientaatioanalyysit Kikuchi-kuvioiden avulla TEM:ssä  //  J. Mineral. Bensiini. sci. : päiväkirja. - 2008. - Voi. 103 . - s. 16-22 .
  4. Earl J. Kirkland. Kehittynyt laskenta elektronimikroskopiassa  (neopr.) . - Plenum Press, NY, 1998. - s. 151 . — ISBN 0-306-45936-1 .
  5. S. Kikuchi. Katodisäteiden diffraktio  kiillellä (neopr.)  // Japanese Journal of Physics. - 1928. - T. 5 . - S. 83-96 .
  6. P. Hirsch, A. Howie, R. Nicholson, DW Pashley ja MJ Whelan. Ohuiden kiteiden elektronimikroskopia  (neopr.) . — Butterworths/Krieger, Lontoo/Malabar FL, 1965/1977. — ISBN 0-88275-376-2 .
  7. RW James. Luku VIII // Röntgensäteiden diffraktion optiset periaatteet'  (englanniksi) . - Ox Bow Press, Woodbridge, Connecticut, 1982. - ISBN 0-918024-23-4 .
  8. H. Hashimoto, A. Howie ja M. J. Whelan. {{{title}}}  (eng.)  // Proc. R. Soc. Lontoo A  : päiväkirja. - 1962. - Voi. 269 . — s. 80 .
  9. P. Fraundorf, Wentao Qin, P. Moeck ja Eric Mandell. Making sense of nanocrystal lattice fringes  (englanniksi)  // Journal of Applied Physics  : Journal. - 2005. - Voi. 98 . — P. 114308 . - doi : 10.1063/1.2135414 .
  10. P. Wang, A. L. Bleloch, U. Falke ja P. J. Goodhew. Hilakontrastinäkyvyyden geometriset näkökohdat nanokiteisissä materiaaleissa HAADF  STEM :iä käyttämällä //  Ultramikroskopia : päiväkirja. - 2006. - Voi. 106 . - s. 277-283 . - doi : 10.1016/j.ultramic.2005.09.005 .