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目 录 1

A电子衍射 1

A1高能电子动力学衍射的一般理论 彭练矛 1

1 引言 1

2高能电子与晶体的相互作用 1

3弹性与非弹性散射，光学势 2

4高能电子衍射的散射振幅和散射截面 3

5弹性电子衍射的描述 4

6一般动力学电子衍射的描述 6

6.1电子在平均势场中运动的波动方程 6

6.3弹性和非弹性电子散射的动态方程 7

6.2弹性电子散射的波动方程 7

6.4非弹性电子散射截面 8

7实验电子衍射数据与理论的比较 9

附录：晶体的动力学形状因子 12

参考文献 13

A2会聚束电子衍射的原理和应用 王仁卉邹化民 15

1 引言 15

2实验技术 16

3双束动力学条件下的会聚束电子衍射——薄膜厚度和消光距离的测定 19

3.1电子衍射的双束动力学理论 19

3.2用CBED测定摇摆曲线 21

3.3用CBED测定薄膜厚度和消光距离 22

4.1 HOLZ线的形成 23

4运动学条件下的会聚束电子衍射——高阶Laue带线 23

4.2 HOLZ线图的标定与计算机模拟 25

4.3影响HOLZ线图质量的因素 27

4.4 HOLZ反射和HOLZ线的应用 27

5用会聚束电子衍射测定晶体的对称性 28

5.1可以用CBED技术测定的对称元素 29

5.2 31个衍射群及其CBED测定 31

5.3 CBED法确定点群 32

6晶体与准晶体中位错伯格斯矢量的CBED测定 36

6.1位错线引起的衍射线扭折的方向 36

6.2位错线引起的衍射条纹分裂的节点数 38

6.3晶体位错伯格斯矢量的离焦CBED测定 39

6.4准晶位错伯格斯矢量的离焦CBED测定 42

7 晶体结构的CBED测定 44

7.1会聚束电子衍射的多束动力学理论 44

7.2结构因子的CBED测定 45

8应变场的CBED研究 46

8.1根据HOLZ线的位移测定界面应变场 46

8.2根据HOLZ线的分裂测定界面应变场 51

参考文献 53

A3测定碳纳米管原子结构的电子显微学与电子衍射方法 秦禄昌 55

1 引言 55

2碳纳米管的结构描述 55

3碳纳米管的电子显微像 59

3.1成像原理 59

3.2单壁碳纳米管的电子显微像实验观察 61

4.1螺旋结构电子衍射理论 67

4电子衍射测定碳纳米管螺旋角 67

4.2分立碳纳米管螺旋角的测定 75

4.3筏状碳纳米管簇的螺旋角分布 77

4.4单壁碳纳米管晶体 79

4.5碳纳米衍射的倾斜与测量 79

4.6碳纳米管衍射对称性 80

4.7多层碳纳米管的电子衍射 80

附录 80

参考文献 82

A4电子衍射在确定有机分子晶体薄膜结构中的应用 吴劲松 84

1 引言 84

2.1 电子散射与X射线散射——Mott公式 85

2电子衍射强度 85

2.2电子衍射结构因子 86

2.3晶体结构与结构因子 87

2.4电子衍射强度与结构因子 87

3电子衍射中的相位问题 90

4直接法解决非周期结构的相位 96

5结构因子的电子衍射精确测定 99

6有机化合物晶体电镜薄膜样品的制备 101

7有机物样品辐照损伤 102

8电镜实验方法 103

9有机化合物的会聚束电子衍射 104

10并二苯的电子衍射 106

参考文献 111

1在结构基因组时代的电子显微学 114

B1生物大分子的电子显微学 李慧林施丹任罡 隋海心谌东华 王大能 114

B透射电子显微术 114

2电镜样品的制备 115

2.1碳膜与微栅的制备 115

2.2负染色法 116

2.3糖包埋法 116

2.4非晶态冰包埋法 116

3冷冻电子成像 117

3.1低剂量成像 117

3.2照相底片与数字化相机 118

3.3电子束的能量过滤 119

4计算机图像处理与三维结构重构概要 120

4.1电子图像处理的一般原理 120

4.2二维晶体图像的处理 122

4.3螺旋对称颗粒图像的处理 124

4.4单颗粒图像的处理 126

4.5二十面体对称的病毒颗粒图像的处理 127

5 由电子显微学测定的几个生物大分子结构 129

5.1膜蛋白分子结构的电子晶体学研究 129

5.2用单颗粒法测定的8A分辨率的微管结构 138

5.3完整单纯疱疹病毒三维结构研究 141

6生物大分子电子显微学领域中现存问题与发展前景 144

参考文献 145

B2电子通道及ALCHEMI 姜南 149

1 引言 149

2电子通道效应的基本理论 153

2.1解析近似 153

2.2理论与实验比较 156

3 ALCHEMI及应用 158

3.1子晶格占位测定与理论预测的比较 159

3.2 ALCHEMI在不完整晶体中的应用 160

3.3非中心对称的极性测量 162

4 ALCHEMI的准确性 166

5结论及展望 171

参考文献 172

B3电子能量损失谱及其在材料科学中的应用 段晓峰孔翔 174

1 引言 174

1.1微束电子衍射（Microbeam Diffraction,μ—D）和会聚束电子衍射（Converge BeamElectron Diffraction,CBED） 174

1.3 电子能量损失谱（Electron Energy-Loss Spectroscopy,EELS） 175

1.4电子能量过滤显微术 175

1.2 X射线能谱（Energy Dispersion Spectroscopy,EDS） 175

1.5电子发射源的能量发散度 176

2电子能量损失谱的基本原理 176

2.1原子中的电子能级 177

2.2高能入射电子与样品的相互作用 180

3 电子能量损失谱在材料科学中的应用 187

3.1等离子激发电子能量损失谱 187

3.2原子的内层电子激发的能量损失谱 188

3.3电子能量损失谱及其精细结构与晶体取向的关系 190

3.4电子能量损失谱应用举例 191

参考文献 194

B4纳米宽界面成分的定量分析 章效锋 197

1 引言 197

2一些基本概念 198

3.1 EDS面扫描分析方法 200

3空间差值扫描能谱分析法 200

3.2 EELS面扫描分析方法 201

3.3线扫描分析方法 202

4空间差值点式能谱分析法 203

4.1实验方法及束斑尺寸的选择 203

4.2一个实例：SiC晶界中Al成分的定量分析 204

4.3关于样品厚度影响的讨论 207

5成分电子显微像晶界成分分析方法 210

5.1能谱显微像方法 210

5.2 Z－衬度像与同步EELS分析方法 212

参考文献 214

2离轴全息成像原理 217

B5电子全息术在材料研究中的应用 王岩国 217

1 引言 217

3电子全息图的特征 219

4电子全息实验技术 220

5影响电子全息像质量的因素 221

5.1场发射电子枪 221

5.2照明电子束 221

5.3样品 222

5.4菲涅耳衍射 222

5.5电镜参数的影响 222

6电子全息像的记录 224

7电子全息图的重构 225

6.2数字化记录 225

6.1光学记录 225

8电子全息术的应用 227

8.1材料势场对入射电子波相位的影响 228

8.2相位衬度像和振幅衬度像 230

8.3样品厚度的测量 230

8.4平均内势的测定 231

8.5消除噪声 231

8.6相位差放大 232

8.7物镜球差的矫正 232

8.8介电陶瓷界面电势场分布的测量 233

8.9隧道结势场分布的测量 236

参考文献 237

2电子晶体学的发展历史 239

2.1电子衍射 239

C亚埃尺度电子显微术 239

1 引言 239

C1 电子晶体学 邹晓冬Sven Hovmoeller 239

2.2电子显微学及晶体学图像处理 240

3电子晶体学的基础理论 240

3.1晶体结构，晶体内静电势分布及晶体结构因子 240

3.2晶体原子位置与结构因子的关系 241

4用电子衍射确定晶体结构 243

5用高分辨电子显微像确定晶体结构 245

5.1通过晶体学图像处理用高分辨电子显微像确定晶体结构 245

5.2测定并补偿高分辨电子显微像的离焦与像散 247

6电子晶体学的应用 249

7大晶胞晶体的三维重构 251

8用晶体学图像处理研究晶体缺陷及界面 254

9结论 256

参考文献 256

C2衍射晶体学在高分辨电子显微学求逆中的作用 李方华 258

1高分辨电子显微学的逆问题 258

1.1高分辨电子显微像的成像过程 258

1.2成像的逆过程和求逆 258

2衍射晶体学与高分辨电子显微学相结合的优越性 260

2.1弱相位物体近似 260

2.2电子衍射花样与显微像的互补关系 261

2.3衍射晶体学与高分辨电子显微学相结合的优越性和可行性 261

3赝弱相位物体近似 262

3.1透射函数 263

3.2衍射波函数 263

3.3像波函数和像强度 264

3.4像衬随晶体厚度和原子重量的变化 264

3.5 电子晶体学图像处理技术的理论基础 266

4最大熵原理和直接法在求定结构像中的作用 267

4.1高分辨电子显微像的解卷处理 267

4.2直接法解卷 267

4.3最大熵解卷 268

5衍射分析在提高结构像分辨率中的应用 268

5.1直接法相位外推 268

5.2电子衍射强度的调制 268

5.5傅里叶迭代在修正赝电势图中的应用 269

5.4结合电子衍射强度校正的相位外推 269

5.3 参考重原子法和Wilson统计建立校正电子衍射强度的经验方法 269

6解卷和相位外推在测定微小晶体结构中的应用 270

6.1 Bi2（Sr0.9La0.1）2CoOy晶体结构测定 270

6.2 Pb’-1212晶体结构测定 273

7结论 275

参考文献 275

C3高分辨电子显微像的模拟计算与重构 陈江华 王元明 杨奇斌 278

1 引言 278

2样品下表面出射面波函数的计算 280

2.1描述高能电子散射的薛定谔方程与多片层法 281

2.2多片层法的快速计算与正确使用 285

2.3比相位近似更精确的像光栅表达式 286

3.1 TF-EWR原理简介 287

3样品下表面出射面波函数的重构 287

3.2 TF-EWR技术的现状及其在材料科学中的应用 290

3.3一种从电子全息图重构出射面波函数的方法 294

4结论 296

参考文献 297

C4材料结构的超显微术研究 贾春林 299

1 引言 299

2高分辨率透射电子显微镜及提高分辨率的途径 299

2.1超高压高分辨率透射电子显微镜 300

2.2物镜球差校正高分辨率透射电子显微镜 300

2.3系列欠焦像的出射波函数重构 301

3 BaTiO3中孪晶界面的原子结构及原子位移的出射波函数重构研究 303

3.1 BaTiO3中∑=3（111）孪晶界面的原子结构及原子位移 304

3.2 BaTiO3中｛111｝微孪晶交割节点的原子结构 308

4材料结构的物镜球差校正高分辨率透射电子显微术研究 312

5结论 315

参考文献 315

C5高分辨扫描透射电子显微学技术——原子分辨率原子序数衬度成像 辛燕 Steve J.Pennycook 317

1 引言 317

2基本成像原理 319

2.1高分辨扫描透射Z衬度成像的基本过程 319

2.2非相干Z衬度像特点 320

2.3高分辨扫描透射Z衬度成像条件－电子束斑及环形探测器 323

2.4 Z衬度成像理论——物理图像解释 326

2.5 Z衬度像的处理及计算机模拟 328

4.1得到Z衬度像的实验方法 330

3原子分辨率电子能量损失谱 330

4材料中的应用及实验中的具体问题 330

4.2高分辨Z衬度像在材料中的应用举例 332

4.3实验中常出现的问题 337

5展望及新的发展 338

参考文献 339

D透射电子显微术的应用 341

D1集成铁电学中与电子显微学相关的一些问题研究 金红政 朱静 341

1 引言 341

1.1研究背景 342

1.2研究面临的问题 343

2.1 BST薄膜样品的电镜观察 344

2 BST薄膜的微观结构表征：界面层的发现 344

1.3研究内容和意义 344

2.2界面层的结构及起源 348

3界面层电容串联模型解释尺寸效应 350

3.1尺寸效应 350

3.2界面层电容串联模型 351

3.3特殊电极时尺寸效应的消失 353

3.4 Ruddlesden-Popper层错模型对尺寸效应的完美解释 354

4界面层电场屏蔽模型解释疲劳失效 355

4.1疲劳失效 355

4.2特殊电极和疲劳问题的解决 356

4.3无疲劳失效的特殊铁电薄膜材料 357

4.4流行的疲劳模型：畴界钉扎模型 357

4.5界面层电场屏蔽模型 358

4.6尺寸效应和疲劳效应的对比 360

5总结和展望 361

参考文献 361

D2电子显微学在巨磁电阻多层膜研究中的应用 沈峰张泽 364

1 引言 364

2实验结果与分析讨论 365

2.1 Ni80Fe20/Cu磁性多层膜的高分辨及元素成像 365

2.2氧化层镜面反射自旋阀的显微结构研究 372

2.3磁隧道结氧化层势垒的高分辨电镜和电子全息研究 376

3结论 379

参考文献 380

1.1巨磁电阻效应的发现与研究 382

1 巨磁电阻效应的发现及巨磁电阻材料的结构与性能 382

D3庞磁电阻材料的结构与性能 李斗星 382

1.2掺杂的稀土锰酸盐的晶体结构 385

1.3掺杂的稀土锰酸盐的基本性质、相图、庞磁电阻效应和微观结构 388

2影响庞磁电阻材料性能的因素 406

2.1离子半径的影响 406

2.2电荷有序的影响 409

2.3压力的影响 413

2.4阳离子价态和氧非化学计量比的影响及其测定 414

2.5点阵失配应变的影响 416

2.6颗粒尺寸的影响 420

2.7其他因素的影响 420

参考文献 421

2实验与计算方法 426

D4材料微结构的电子显微学与电子结构研究 于荣 贺连龙 叶恒强 426

1 引言 426

3 W在TiAl基合金片层组织中的行为 427

3.1电子显微学分析 427

3.2 W的B2稳定化效应的电子结构分析 429

4 Si和Al的TiC孪晶稳定化效应 434

4.1 Si诱导的TiC孪生 434

4.2 Al诱导的TiC层错与孪晶 438

4.3 TiC的孪晶界面能 439

5结论 442

参考文献 443

1 引言 445

2实验方法概要 445

D5介孔分子筛的电子显微分析 周午纵 445

3氧化硅介孔分子筛结构 447

3.1二维六方相 447

3.2三维六方相 453

3.3立方相 456

3.4无序相 460

4介孔分子筛为载体的新型催化剂 462

4.1骨架掺杂 462

4.2孔道内壁载入催化剂 463

5介孔分子筛为模板合成纳米材料 466

5.1纳米线 466

5.2三维纳米线骨架 467

参考文献 469

6结束语 469

D6 AIN、La—Sr—Mn—O、Si等低维纳米材料中界面的电子显微学 马秀良 473

1 引言 473

2不同点阵间取向关系的几何模型 474

3不同界面体系中的晶体学取向关系 475

3.1立方TiN／立方MgO 475

3.2六方AIN／立方TiN 477

3.3正交点阵与立方点阵构成的界面体系——La—Sr—Mn—O/SrTiO3 482

3.4菱方La—Sr—Mn—O与立方SrTiO3构成的界面体系 487

3.5一维纳米Si线中的｛111｝孪晶以及对一维生长特性的影响 490

4小结 492

参考文献 492

实验装置 495

2原位透射电子显微镜技术的实验装置及测试原理 495

D7准一维纳米线材料的结构和物理性能原位测量 王中林 高瑞平 495

1 引言 495

3单根纳米管力学性能的原位测量 497

3.1碳纳米管弯曲模量的测试原理 497

3.2碳纳米管的弯曲模量 498

3.3测量微量物质的纳米称 506

4单根碳纳米管的量子导电性 508

4.1碳纳米管的弹道式量子导电效应的试验研究 508

4.2单层导电模型对实验结果的解释 511

5碳纳米管的场致发射 513

5.1碳纳米管场致发射现象的显微观察 513

5.2单根碳纳米管功函数测量的实验装置及原理 515

5.3单根碳纳米管功函数的测定及结果讨论 517

5.4在外加电场作用下碳纳米管的结构损伤形式 519

6小结 520

参考文献 521

D8在铁纳米颗粒上外延生长的惰性氧化膜的透射电子显微镜研究 冯国光（王元明译） 523

1 引言 523

2实验 524

2.1等离子体蒸气和气相沉积 524

2.2 电子衍射和HRTEM像 524

3薄氧化膜在金属表面上的生长——Caberra和Mott氧化理论 524

4 TEM结果 525

4.1 60％截角纳米颗粒 525

4.2 30％截角纳米颗粒 527

4.3在电镜中强电子束辐照下被钝化的铁纳米颗粒上氧化物的生长 532

5纳米颗粒上氧化物的生长及其稳定性 533

5.1生长的形貌依赖性 533

5.2生长对温度和氧压的依赖性 534

6结论和小结 535

参考文献 535

D9氮化镓纳米线的结构与缺陷 张锦平 吴源程国胜 537

1 ｛1 0 1 0｝氮化镓纳米线 537

2｛0 0 0 1｝氮化镓纳米线 539

3氮化镓纳米线中的层错结构 543

4结论 544

5附录：GaN纳米线的合成方法 544

5.1纳米空间模板法 544

5.2准一维气－液－固生长法 548

参考文献 550

D10半导体量子点的电子显微学研究 廖晓舟 邹进 552

1 引言 552

1.1什么是量子点 552

1.2量子点如何生长 553

1.3重要结构参数及其测量技术 553

2 InxGa1-xAs/GaAs（001）量子点形状的测定 554

2.1未包埋的InxGa1-xAs/GaAs（001）量子点 554

2.2包埋的量子点 555

3像模拟法测定量子点的成分分布 557

3.1 In0.6Ga0.4As/GaAs（001）量子点 557

3.2 Ge（Si）/Si（001）量子点 561

4.1未包埋的Ge（Si）/Si（001）量子点 564

4能量过滤成像法测定量子点的成分分布 564

4.2 Ge（Si）/Si（001）量子点堆垛 566

5 Ge（Si）/Si（001）量子点的生长机制 568

6成分分布对量子点形状的影响 571

7结论 573

参考文献 573

D11二维十次对称准晶及晶体近似相的电子显微学研究 李兴中 马秀良 575

1 引言 575

2二维准周期点阵与准周期拼图 575

2.1 Penrose拼图 575

2.2双色Penrose拼图 576

2.3 Binary准周期拼图 577

3二维十次对称准晶 578

2.4准周期点阵的高维空间描述 578

3.1二维十次对称准晶的分类 579

3.2二维十次对称准晶结构描述 579

4晶体近似相 580

Penrose拼图周期近似 580

5研究实例 581

5.1 Al-Mn及Al-Mn-M（M=Ni,Cu,Zn）系 581

5.2 Al-Mn-Pd系 585

5.3 Al-Co系 586

5.4 Al-Rh-Cu系 589

5.5 Al-Co-Ni-Tb系 590

6结束语 592

参考文献 593