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下面的模型描述了在EBSD分析中,花样的形成和采集的原理。

电子束瞄准了倾斜的晶态样品中感兴趣的点。一部分电子被材料中的原子非弹性散射,只有非常小的能量损失,在离样品表面很近的地方,形成一个电子发射源。其中一些电子行径的方向与原子面的角度满足布拉格方程:

image001

其中n为整数,λ是电子的波长,d是衍射面的间距,θ电子在衍射面上的入射角度。

这些衍射电子会在相应的衍射面上,形成一对大角圆锥。电子强度增强的区域与屏幕相交形成衍射带,通过荧光屏接收的图像就包含衍射带的特征。实际采集的花样是衍射圆锥的球心投影,衍射带的边缘是一对双曲线。

电子背散射衍射花样(EBSP)的形成

figure 1a

(a) 发散的电子源在满足布拉格公式条件下,从一个晶面(红)上产生的衍射锥(蓝、绿)。这些衍射锥投影到荧光屏后,就形成了衍射花样中的衍射带。

figure 1b

(b) 产生的衍射花样

衍射带强度

衍射带的强度和形态的形成机制很复杂。作为一个近似,(hkl)面的衍射带强度计算如下:

image002

fi(θ)是原子对电子的散射因子,(xi yi zi)是原子在单胞中的坐标。采集到的衍射花样需要与用这个公式模拟的花样进行比较。这样才能确保,只有产生可见衍射带的衍射面,用于求解衍射花样。

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