- •1. Элементарная ячейка
- •2. Основные типы кристаллических решеток
- •3. Кристаллографические плоскости и направления
- •4. Индексы Миллера
- •5. Решетка Бравэ
- •6. Кристаллические системы (сингонии)
- •7. Точечные дефекты. Равновесная концентрация вакансий
- •8. Краевые и винтовые дислокации
- •9. Зависимость плотности дислокаций от степени деформации
- •10. Вектор Бюргерса
- •11. Источники Франка-Рида
- •12. Границы зерен (наклона, кручения, специальные)
- •13. Методы определения разориентировок
- •14. Особенности спектра разориентирок в умз материалах
- •15. Объемные дефекты
- •16. Природа рентгеновских лучей (открытие рентгеновских лучей, возможности рса)
- •17. Формула Вульфа-Брэгга
- •18. Свойства рентгеновского излучения (длина волны и энергия рентгеновского излучения)
- •19. Спектр рентгеновского излучения
- •20. Закон Мозли
- •21. Получение рентгеновского излучения (рентгеновские трубки)
- •22. Метод Лауэ
- •23. Метод вращающегося кристалла
- •24. Метод Дебая-Шерера
- •25. Различия в рентгенограммах нанокристаллического и крупнозернистого образцов
- •26. Анализ уширения рентгеновских пиков
- •27. Различие в размере кристаллитов определяемом методами рса и пэм
- •28. Типичные значения окр, микроискажений кристаллической решетки и плотности дислокаций в никеле подвергнутом ипдк и ркуп
- •29. Взаимодействие электронов с веществом
- •30. Длина волны электронов для ускоряющих напряжений 100кВ, 200кВ
- •31. Устройство электромагнитной линзы, количество линз в современных пэм.
- •32. Функции линз в просвечивающем электронном микроскопе.
- •33. Закон Ричардсона
- •34. Устройство электронной пушки (из 33 взять начало)
- •35. Типы катодов применяемых в электронных микроскопах
- •36. Сферическая аберрация
- •37. Хроматическая аберрация
- •38. Астигматизм
- •39. Критерий Рэлея
- •40. Разрешающая способность электронного микроскопа
- •41. Виды изображений в электронном микроскопе
- •42. Толщинные контура экстинкции. Определение толщины фольги.
- •43. Изгибные контура экстинкции
- •44. Муаровы узоры
- •45. Кикучи-линии
- •46. Контраст на изображении дислокаций
- •47. Определение межплоскостных расстояний по электронограмме
- •48. Какую информацию можно извлечь из анализа дифракционных картин
30. Длина волны электронов для ускоряющих напряжений 100кВ, 200кВ
Вычисления показывают, что при ускоряющем напряжении 100 кВ длина волны электронов равна 0,037 ангстрема, то есть имеет величину намного меньшую по сравнению с межатомным расстояниям в кристаллах.
Релятивисткая поправка к длине волны l при ускоряющем напряжении 50 кВ составляет 2%, тогда как при 200 кВ она достигает 10%.
Ускоряющее напряжение, кВ |
100 |
200 |
Длина волны без учета релятивисткой поправки, ангстрем |
0,0386 |
0,0273 |
Скорость электронов относительно скорости света, (v/c) |
0,5482 |
0,6953 |
Длина волны с учетом релятивисткой поправки, ангстрем |
0,037 |
0,0251 |
31. Устройство электромагнитной линзы, количество линз в современных пэм.
Для иллюстрации путей прохождения лучей через электромагнитную линзу обычно используют аналогию с прохождением света через выпуклую оптическую линзу. При таком подходе изображение электронного пучка проходящее через совершенную линзу точно фокусируется в фокальной плоскости, где регистрируется изображение. Вместе с тем в реальной линзе апертурный угол b , в отличие от изображенного на рисунке, имеет очень малую величину порядка нескольких градусов. Поэтому реальный электронный пучок, проходящий через магнитную линзу, имеет намного меньший диаметр, по сравнению с изображением, представленным на рисунке.
Основными составляющими ПЭМ являются электронная пушка, линзы, фотокамера и вакуумная система.
В современном микроскопе 6 линз.
32. Функции линз в просвечивающем электронном микроскопе.
1 - вольфрамовый катод;
2 – цилиндр Венельта;
3 - анод;
4 – первая конденсорная линза, создающая уменьшенное изображение источника электронов;
5 – вторая конденсорная линза, которая переносит уменьшенное изображение источника электронов на образец;
6 - образец;
7 - апертурная диафрагма объективной линзы;
8 – объективная линза;
9, 10, 11 система промежуточных и проекционной линз;
12 - люминесцентный экран, на котором формируется изображение.
Система линз в просвечивающем электронном микроскопе отвечает за многие важные функции, такие как освещенность объекта исследований, увеличение и фокусировка изображения, формирование светлопольного и темнопольного изображений, получение картины микродифракции, а также за разрешение микроскопа.
33. Закон Ричардсона
В электронной пушке, в качестве источника электронов обычно используют один из трех вариантов: вольфрамовый катод, катод из гексаборида лантана, катод полевой эмиссии. По принципу работы, первые два из них относятся к термоэмиссионным источникам, тогда как третий называется автоэмиссионным.
В термоэмиссионных катодах испускание электронов начинается после нагрева материала катода до такой температуры, при которой электроны преодолевают потенциальный барьер, разделяющий поверхность и вакуум. Этот барьер называется «работой выхода» и имеет величину несколько электронвольт.
Зависимость плотности тока J от температуры T (в градусах Кельвина) описывается законом Ричардсона:
J = AT2exp(-Ф/kT)
где к – постоянная Больцмана (8,6х10-5 эВ/K); А – «константа» Ричардсона в единицах А/м2К2, зависящая от материала, Ф – энергия потенциального барьера в электронвольтах.
Из этого соотношения следует, что испускание электронов и формирование электронного пучка начинается только тогда, когда источник нагрет до такой температуры, при которой величина kT сопоставима с энергией потенциального барьера. Однако, если величина kT достигает несколько электронвольт, то большинство материалов либо плавится, либо испаряется. Поэтому, в термоэмиссионных источниках используют либо материалы с высокой температурой плавления, либо с очень малой работой выхода. На практике применяют либо вольфрам имеющую высокую температуру плавления 3660 К, либо гексаборид лантана (LaB6), имеющий низкую работу выхода.