Kỹ thuật nhiễu xạ điện tử trong phân tích cấu trúc tinh thể

VIỆN VẬT LIỆU XÂY DỰNG

Kỹ thuật nhiễu xạ điện tử trong phân
tích cấu trúc tinh thể
TS. Trần Quang Huy
Viện Vệ sinh Dịch tễ Trung ương
Phó Tổng Biên tậpTạp chí Y học dự phòng
Email: /
/>

Hà Nội, 14/7/2016


Nhiễu xạ điện tử
Nhiễu xạ điện tử vùng lựa
chọn - SAED

Nhiễu xạ
điện tử

Nhiễu xạ chùm điện tử hội
tụ
Nhiễu xạ điện tử năng
lượng thấp
Nhiễu xạ điện tử năng
lượng cao


Nhiễu xạ điện tử là hiện tượng sóng điện tử nhiễu
xạ trên các mạng tinh thể chất rắn

Nhiễu xạ tuân theo công
thức Bragg: 2dsinθ=nλ


Nguyên lý tạo ảnh nhiễu xạ điện tử


Cha đẻ của phương pháp phân tích cấu trúc bằng nhiễu xạ
điện tử

ZINOVII PINSKER
1904 – 1986

BORIS VAINSHTEIN
1921 - 1996
Vera KLECHKOVSKAYA, 2004


Camera nhiễu xạ điện tử được chế tạo bởi Z.Pinsker and B.Vainshtein
- huy chương vàng trại triển lãm quốc tế ở Brussels, 1958.

Vera KLECHKOVSKAYA, 2004


• Bốn điều kiện trong mặt phẳng hội tụ sau
(BFP) của vật kính:
– Không có mẫu =>Không có phản xạ (chỉ chùm tia
truyền qua)
– Vô định hình => Chùm tia truyền qua và tán xạ ngẫu
nhiên

– Đa tinh thể => Chùm truyền qua + các vòng tròn
– Đơn tinh thể =>Chùm truyền qua + điểm


Cấp độ phân tích cấu trúc nguyên tử
 Nhận được hình ảnh nhiễu xạ thích hợp và phân tích hình học

 Ước lượng chính xác cường độ nhiễu xạ - phản xạ
 Sử dụng các công thức thích hợp để tính toán lại cường độ
phản xạ tới những yếu tố cấu trúc
 Giải bài toán về phase
 Phân tích Fourier về cấu trúc

Vera KLECHKOVSKAYA, 2004


Mạng tinh thể

Sắp xếp các nguyên tử
theo thứ tự và lặp lại

Ô cơ sở

Mạng tinh thể


Mặt phẳng mạng


Chỉ số Miller

Ảnh nhiễu xạ điện tử

Vera KLECHKOVSKAYA, 2004


Ảnh nhiễu xạ điện tử cho phân tích cấu trúc

Đơn tinh thế

Kết cấu đĩa đan xen

Đa tinh thế

Vera KLECHKOVSKAYA, 2004


Quan hệ giữa trục và góc trong các ô cơ sở
Triclinic:
a≠b≠c
Monoclinic: a ≠ b ≠ c
Orthorhombic: a ≠ b ≠ c
Hexagonal:
a=b≠c
Tetragonal:
a=b≠c
Cubic:
a=b=c

α≠β≠γ
α=γ≠β
α = β = γ=900
α = β = 900 ≠ γ
α = β = γ = 900
α = β = γ = 900


Xác định mạng Bravais của 1 pha tinh thể không xác định
Xoay xung quanh 1 trục
27o

15o

50 nm

10o

0o


Xác định mạng Bravais của 1 pha tinh thể không xác định

0o
50 nm
19o
Các vị trí của các phản chiếu
trong không gian nghịch

25o

40o

52o


Mạng Bravais-và các thông số mạng tinh thể

011

111

001
c

101
b

010
a

110

[011]

[100]

[101]

d=Lλ/R

100

Từ hàng loạt các góc xoay, pha chưa xác định có cấu trúc mạng
Bravais orthorhombic với các thông số của ô cơ sở:
6.04 Å

a= 6,04 Å, b= 7.94 Å og c=8.66 Å
α= β= γ= 90o
7.94 Å


Những hình ảnh nhiễu xạ điện từ của kết cấu định
hướng, đa tinh thể và đơn tinh thể cung cấp những
thông tin giá trị cho việc tính toán các thông số của ô cơ
sở và nghiên cứu các đặc tính cơ bản của tinh thể chưa
biết cấu trúc nguyên tử


Xin cảm ơn!