3.10 Концепция дифракции
Как отмечалось ранее, дифракции электронов на сегодняшний день является наиболее важным проявлением рассеяния в ПЭМ. Причиной такого колоссального значения, является то, что мы можем использовать дифракцию для определения расстояния между плоскостями в кристаллах, а так же получать беспрецедентное количество кристаллографической информации, начиная от пространственной группы симметрии, вплоть до размеров кристаллической ячейки. На самом базовом уровне, межплоскостные расстояния в кристаллических структурах являются характеристикой этой структуры.
Положение дифрагированных пучков электронов определяется размером и формой ячейки, а интенсивность дифракционных пучков определяется распределением, количеством и типом атомов в образце. Можно показать, что дифракция приводит к возникновения контраста в ПЭМ-изображениях, который контролируется ориентировкой кристалла относительно пучка падающих электронов и которой можно управлять простым наклоном образца.
Легко видеть, как качественном образом дифракция изменяет распределение мало-угловое рассеяние электронов, описываемое f(θ), и показанное для единичного атома на рисунке 3.5. Когда мы рассматриваем влияние атомов расположенных в образце, то рисунок 3.5 должен быть изменен. Для аморфного образца, атомы почти (но не совсем) случайным образом организованы. Случайное расположение приводит к распределению схожему с рисунком 3.5, однако, т.к. для аморфных тел существуют характерные межатомные расстояния, характеризующие ближний порядок (например, первой и второй координационные сферы). В результате амплитуда (а, следовательно, интенсивность) дифракции, в некоторых углах сильнее чем в других, поэтому на экране ПЭМ будут видны диффузные, яркие кольца. Если образец имеет кристаллическую структуру, то интенсивность дифракционных пучков является максимальным при определенных углах, определяемыми межплоскостными расстояниями. Изменение f(θ) от θ приведённые на рис 3.7A и Б эквивалентны радиальному распределению интенсивности по дифракционной картине на рисунке 2.13А и В, соответственно, и таким образом, подчеркивается тесная взаимосвязь между f(θ) и интенсивностью дифракцией. Эта взаимосвязь будет математически описана ниже.
