1.2.5 Дифракция
Как уже отмечалось выше, Thompson, Reid, Davisson и Germer независимо друг от друга показали, что электроны могут дифрагировать при прохождении тонкого кристалла никеля. Появление первой электронной дифракции в ПЭМ было реализовано Kossel и Mollenstedt в 1939 году. Сегодня, электронная дифракция является неотъемлемой частью ПЭМ и вероятно является наиболее полезным аспектом для материаловедов и нанотехнологов для которых кристаллическкая структура (или кристаллические дефекты) являются важнейшей характеристикой для контроля и изучения свойств материалов. На рисунке 1.6 показана дифракционная картина полученная в ПЭМ, содержащая в себе информацию о кристаллической структуре, периодах решетки и форме образца. Мы увидим, что картина дифракции всегда может быть отнесена к тому участку образца, накоторое попало падающее излучение. Так же мы покажем, что в дополнение к обычной дифракции в параллельном пучке электронов мы можем производить получать при сведении электронного пучка, дифракцию в сходящемся пучке по которой можем провести полный анализ кристаллической симметрии малого участка образца, включая такие аспекты как точечная группа и пространственная группы симметрии. Применение приборов с корректором аберраций позволяет получать лучшие картины дифракции, имеющие более острые рефлексы за счет уменьшения хроматической аберрации и с более маленьких участков образца (уменьшая сферическую аберрацию Cs). В световой микроскопии из-за того, что длина волны видимого света намного больше межатомного расстояния в веществе, кристаллическая структура материала не дает никакого вклада информации в дифракционную картину.
Таким образом, с помощью ПЭМ можно получать изображение кристаллов с атомным разрешением, можно генерировать различные сигналы, позволяющие получать данные о химическом составе и кристаллической структуре образца, а так же можно получать изображение, которое находятся в фокусе по всей толщине образца. Есть много других важных причин, почему мы используем электронные микроскопы в своих работах. В то же время есть много причин, с которыми мы сталкиваемся при работе с ПЭМ, которые ограничивают наши возможности использования метода ПЭМ, и это самое важное - понимание, возможностей и ограничения в методе ПЭМ.
