电子衍射

高速电子束作用于晶体或气体中的原子所产生的衍射现象。电子衍射可用来测定晶体或气体分子的结构。原子对电子束的散射是由带正电荷的核电势和核外电子的负电位联合组成的原子静电位所引起的。

同一种原子对电子束的散射能力(用fe表示)约是其对X射线散射能力fX的103倍,而散射强度则约是它的106倍。因此,X射线要用1毫米左右的晶体,电子衍射只要用10-4~10-5毫米的晶体即可,而且由于电子束的穿透能力很弱,作透射式衍射的只能是厚数百埃的薄片晶体。

原子对电子的散射能力fe随衍射角的增加而迅速下降,其下降速率大于原子对X射线的散射fX。因此,电子衍射的衍射点主要集中在低角度区,可收集到的衍射点也较少。对于电子衍射,feZ卭成正比,散射强度则与Z4/3成正比(Z为核电荷)。换言之,在电子衍射中,重原子和轻原子对衍射强度贡献上的差别不像 X射线那样悬殊,因此,采用电子衍射法比用X射线衍射法较容易测定出轻原子所在的位置。

由于电子束的穿透能力弱,很容易被空气吸收,电子衍射不能在空气中进行,而必须将发射电子束的电子枪、晶体样品和感光胶片等置于高真空容器中。在电子枪的阴极和阳极之间加上高电压,将从阴极发出的电子流加速成高速电子流。在电子枪和试样之间有环透镜,其作用是将电子束聚焦到荧光屏或照相底片上(见图)。

图

反射式的电子衍射可用于研究几百埃厚度的晶体表面层结构。利用能量较低的电子束进行电子衍射来研究晶体表面结构的技术,称为低能电子衍射。

参考书目
  1. B.K.Vainshtein, Structure Analysis by ElectronDiffraction, Pergamon, Oxford,1964.
分类标签: 化学 衍射 电子束 散射
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