晶体质量透射电子衍射分析

检测项目

晶体结构鉴定：通过衍射斑点或环的分布，确定材料的晶体结构类型、晶格常数和对称性。

晶格缺陷分析：识别和表征位错、层错、空位、间隙原子等点、线、面缺陷的存在与密度。

晶粒尺寸与取向分布：测量多晶或纳米晶材料中晶粒的平均尺寸，并分析其择优取向或随机性。

物相鉴定与分布：区分样品中的不同物相，并分析其空间分布、含量及界面关系。

应变场测量：通过分析衍射斑点的位移或菊池线的弯曲，定量测量晶格局部应变的大小和分布。

界面与畴结构分析：研究晶界、相界、孪晶界以及铁电/铁磁畴壁的结构与取向关系。

有序度测定：对于有序合金或超晶格材料，通过超晶格衍射斑点的强度评估其长程有序度。

晶体质量定性评估：根据衍射斑点的明锐程度或菊池线的清晰度，对晶体的完整性进行快速定性判断。

非晶与纳米晶鉴别：依据衍射花样是漫散环还是明锐斑点或环，区分非晶态、纳米晶态和完整晶体。

晶体生长方向确定：通过选区衍射与形貌像对照，确定单个纳米线、纳米棒或薄膜的外延生长方向。

检测范围

半导体材料：如硅、锗、砷化镓、氮化镓等，用于分析外延层质量、缺陷及应变。

金属及合金：包括钢铁、铝合金、高温合金等，用于研究相变、析出相和加工导致的缺陷。

功能陶瓷与氧化物：如铁电材料（PZT）、超导材料（YBCO）、多铁性材料等，用于分析畴结构和晶体完整性。

纳米材料：包括纳米颗粒、纳米线、纳米片等，用于确定其晶体结构、尺寸和形貌关联。

薄膜与多层膜结构：用于表征薄膜的结晶性、外延关系、界面原子结构及界面缺陷。

矿物与地质样品：分析天然矿物的晶体结构、孪生关系及地质作用留下的变形痕迹。

高分子与生物晶体：适用于能够制成超薄切片或具有有序结构的高分子及蛋白质晶体。

催化剂材料：观察负载型催化剂中活性组分的晶型、尺寸分布及其与载体的相互作用。

能源材料：如锂离子电池正负极材料、燃料电池电解质等，分析其循环前后的结构演变与缺陷产生。

低维量子材料：如石墨烯、过渡金属硫族化合物等二维材料，用于研究其层数、堆垛次序和本征缺陷。

检测方法

选区电子衍射：使用选区光阑在明场像上选择特定微区，获得该区域的衍射花样，实现微区结构分析。

会聚束电子衍射：采用会聚的电子束照射样品，获得包含丰富晶体对称性和厚度信息的盘状衍射花样。

高分辨透射电子显微术：结合高分辨像与衍射花样，在原子尺度直接观察晶体结构及缺陷。

纳米束电子衍射：使用高度会聚的细小电子束进行扫描衍射，实现纳米尺度的晶体取向和相分布成像。

菊池衍射花样分析：利用非弹性散射产生的菊池线带，精确测定晶体取向、微小应变和缺陷密度。

衍射衬度成像：利用特定衍射束成像，使满足布拉格条件的缺陷区域产生衬度，用于观察位错等缺陷。

旋转电子衍射：在透射电镜中对纳米晶体进行倾转，收集一系列衍射图样，用于求解未知晶体结构。

四维扫描透射电子衍射：在扫描模式下记录每个探针位置的完整衍射图，生成包含全空间和倒易空间信息的数据立方体。

原位透射电子衍射：在加热、冷却、加电或力学加载等原位条件下进行衍射分析，研究动态结构演变。

电子衍射花样模拟：使用软件模拟不同结构、取向和厚度下的理论衍射花样，与实验对比以验证分析结果。

检测仪器设备

透射电子显微镜：核心设备，提供高能电子束穿透样品并形成衍射花样的平台。

场发射电子枪：提供高亮度、高相干性的电子源，是获得高质量衍射花样和高分辨像的关键。

双倾/多倾样品杆：用于精确控制样品在三维空间的倾转角度，以获取特定晶带轴的衍射花样。

选区光阑：安装在物镜背焦平面附近，用于在成像模式下选择特定微区进行衍射分析。

CCD或CMOS相机：用于快速、高灵敏度地记录和数字化存储电子衍射花样图像。

菊池线探测系统：通常包含高灵敏度相机和专用分析软件，用于自动标定菊池花样和取向分析。

球差校正器：校正透镜球差，显著提升高分辨成像和纳米束衍射的空间分辨率与精度。

原位样品杆：如加热杆、电学测量杆、力学测试杆等，用于在特定环境下进行动态衍射实验。

能谱仪：与TEM联用，在进行衍射分析的同时获取微区的化学成分信息，实现结构与成分关联分析。

电子衍射模拟与分析软件：如DigitalMicrograph插件、JEMS、CrystBox等，用于模拟、标定和分析衍射花样数据。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验，获取相关数据资料;

出具检测报告。