电子晶体学与图像处理

内容简介

《电子晶体学与图像处理》是高分辨电子显微学和图像处理方面的专著，共分三篇，第一篇介绍了运动学和动力学衍射理论、各类电子衍射花样、晶体对称性的会聚束电子衍射测定、晶体结构的衍射分析方法，以及基于动力学电子衍射的晶体结构因子测定；第二篇介绍了高分辨电子显微像的成像原理、像衬度及其近似理论、像的理论计算以及借助高分辨电子显微像测定晶体结构的模型法；第三篇简单介绍了高分辨电子显微像的各种图像处理方法，着重于高分辨电子显微学的求逆，包括从显微像求定出射波和从显微像直接求定晶体结构。其中电子晶体学图像处理技术及其在测定晶体结构和缺陷中的应用是第三篇的重点，亦是全书的重点。　　《电子晶体学与图像处理》可作为从事电子晶体学研究和显微图像处理技术方面的研究人员和高等院校师生的参考书。

目录

第一篇 电子衍射
第1章 运动学电子衍射理论
1.1 电子波
1.2 薛定谔方程和玻恩近似
1.3 散射波振幅
1.4 原子散射因子
1.5 无界和有界周期点阵对电子的衍射
1.5.1 点阵函数
1.5.2 无界s周期点阵对电子的衍射
1.5.3 有界s周期点阵对电子的衍射
1.6 晶体对电子的衍射和结构因子
1.7 电子衍射几何
1.7.1 倒易点阵
1.7.2 反射球
1.7.3 布拉格方程
1.8 电子衍射强度
1.8.1 严格满足布拉格衍射
1.8.2 偏离布拉格衍射

第2章 动力学电子衍射理论
2.1 玻恩迭代方法
2.2 布洛赫波方法
2.2.1 贝特理论
2.2.2 色散面
2.2.3 双束近似
2.2.4 衍射波强度
2.2.5 布洛赫波的通道效应
2.3 散射矩阵理论
2.4 豪伊一惠兰方程
2.5 物理光学方法
2.5.1 惠更斯原理和基尔霍夫公式
2.5.2 菲涅耳衍射
2.5.3 菲涅耳传播因子
2.5.4 夫琅禾费衍射
2.5.5 多片理论

第3章 电子衍射花样
3.1 单晶体的电子衍射花样
3.1.1 电子衍射花样的形成和一般特征
3.1.2 零阶和高阶劳厄带
3.1.3 衍射斑形状
3.1.4 禁阻衍射
3.1.5 晶面间距测定和指标化
3.1.6 收集三维衍射数据和倒易点阵重构
3.1.7 衍射花样对称性和衍射群测定
3.2 多晶体电子衍射花样
3.3 织构电子衍射花样
3.4 菊池衍射花样
3.4.1 菊池线的形成
3.4.2 菊池带
3.4.3 菊池线的指标化
3.4.4 菊池衍射花样的应用
3.5 会聚束电子衍射花样
3.5.1 衍射花样的形成和分类
3.5.2 零阶和高阶劳厄带衍射
3.5.3 零阶劳厄带衍射中的宽条纹
3.5.4 高阶劳厄带线

第4章 晶体对称性的会聚束电子衍射测定
4.1 倒易性原理
4.2 三维对称元素导致的会聚束电子衍射花样对称性
4.3 31个会聚束电子衍射群
4.4 点群测定
4.5 空间群测定

第5章 电子衍射晶体结构分析
5.1 尝试法
5.2 帕特森方法
5.2.1 帕特森函数
5.2.2 帕特森图
5.2.3 从帕特森图推导晶体结构
5.3 重原子法
5.4 直接法
5.4.1 单位结构因子和归一结构因子
5.4.2 结构因子关系的不等式
5.4.3 结构不变量和半不变量
5.4.4 塞尔等式和符号关系式
5.4.5 一般相位关系式和正切等式
5.4.6 品质因子
5.5 熵方法
5.5.1 信息论的熵原理
5.5.2 衍射相位的推导
5.6 温度因子校正和结构修正
5.6.1 温度因子校正
5.6.2 傅里叶修正
5.6.3 二乘修正

第6章 结构因子和电荷密度分布测定
6.1 测定结构因子的方法和原理
6.1.1 临界电压法
6.1.2 菊池线交截法(HOLZ线交截法)
6.1.3 等厚条纹法
6.1.4 摆动曲线法
6.2 会聚束电子衍射技术的应用
6.2.1 用会聚束电子衍射实现不同方法
6.2.2 温度感生临界电压效应
6.2.3 阴影像会聚束电子衍射技术
6.2.4 定量会聚束电子衍射技术的优化算法
6.3 不同方法的比较
6.4 电荷密度分布测定举例
6.4.1 Ni3Al合金
6.4.2 TiAl合金

第二篇 高分辨电子显微学
第7章 成像原理
7.1 相位衬度电子显微像
7.1.1 电子显微像
7.1.2 点阵像和结构像
7.2 电子与物体的相互作用
7.2.1 出射波与透射函数
7.2.2 相位物体
7.2.3 弱相位物体
7.2.4 物体的多片模型
7.2.5 赝弱相位物体
……
第8章 像的衬度和模拟像
第9章 模型法测定晶体结构

第三篇 电子晶体学图像处理
第10章 高分辨电子显微像的图像处理
第11章 像的解卷处理
第12章 相位扩展与衍射强度校正
第13章 微小晶体结构测定
第14章 原子

摘要与插图

第3章　电子衍射花样
　　3.4　菊池衍射花样
　　3.4.4 菊池衍射花样的应用
　　在一定的晶体厚度下，菊池衍射花样与点状电子衍射花样共存。此时只有在φ＝θ，即入射束与反射晶面的夹角等于布拉格角的情形下，衍射指数为hkl的菊池线才通过hkl衍射斑。若倾动晶体，使入射束与反射晶面的夹角略略偏离布拉格角，点状花样上的衍射斑位置几乎不变，而菊池线的位置则明显改变。因为菊池线很敏感于晶体取向，这一特点使菊池花样可用于测定晶体取向。
　　因为菊池衍射花样的清晰度与试样的完整性有关，当晶体有缺陷时，清晰度降低，所以菊池衍射花样又可用于鉴别晶体的完整性。
　　当动力学效应较弱时，仔细研究菊池线的几何学可得出的晶胞参数值。如可借助三条菊池线间的截点来建立晶胞参数与电子波长之间的关系。当电子波长增大，衍射角随之增大时，三条菊池线的三个截点将相互靠拢，且在某一定波长下，汇合成一点。对这三条菊池线作指标化后，可以测得点阵参数。这一想法是由Lonsdale针对X射线衍射中的科塞尔（Kossel）线提出的。应用于电子衍射时，较容易改变电子加速电压来改变波长，以使三个截点汇合于一点。