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绪论1

第一章 分析电子显微镜的构造及其功能4

1.1 电子波长和电磁透镜4

1.1.1 电子波长4

1.1.2 电磁透镜6

1.2 构造及其特性10

1.2.1 照明系统11

1.2.2 多功能试样室16

1.2.3 成像系统17

1.2.4 图像观察与记录系统18

1.2.5 真空和供电系统20

1.2.6 仪器的计算机控制和分析数据的计算机处理21

1.3 成像、变倍和衍射实现的原理22

1.4 理论分辨本领极限25

1.5 焦深和场深27

参考文献29

第二章 透射电子显微镜试样的制备方法30

2.1 表面复型技术30

2.1.1 一级复型32

2.1.2 塑料-碳二级复型35

2.1.3 抽取复型38

2.2 粉末试样和薄膜试样的制备39

2.2.1 粉末试样的制备39

2.2.2 薄膜试样的制备39

2.3 块体试样制成薄膜的技术42

2.3.1 金属块体制成薄膜试样42

2.3.2 无机非金属块体制成薄膜试样48

2.3.3 高分子块体制成薄膜试样50

2.3.4 聚焦离子束方法51

参考文献54

第三章 电子衍射56

3.1 电子衍射与X射线衍射的比较56

3.2 衍射产生的条件57

3.2.1 几何条件57

3.2.2 物理条件60

3.3 电子衍射几何分析公式及相机常数62

3.3.1 电子衍射仪中的衍射62

3.3.2 透射电子显微镜中的衍射64

3.4 选区电子衍射的原理及操作68

3.5 多晶电子衍射花样及其应用69

3.5.1 多晶电子衍射花样的产生及几何特征69

3.5.2 多晶电子衍射花样的应用71

3.6 单晶电子衍射花样及其应用74

3.6.1 单晶电子衍射花样的几何特征和强度74

3.6.2 单晶电子衍射花样的标定方法78

3.6.3 单晶电子衍射花样的基本应用84

3.7 大量平行层错的单晶电子衍射花样89

3.7.1 平面缺陷的衍射89

3.7.2 HCP结构的花样特征和层错概率的计算91

3.7.3 FCC结构的花样特征和层错概率的计算96

3.8 系统倾转技术及其应用101

3.8.1 双倾台系统倾转技术101

3.8.2 电子束方向的测定102

3.8.3 重位点阵特征参数的测定103

3.8.4 三维重构法确定物相107

3.8.5 迹线分析方法110

3.8.6 位向唯一性的确定114

3.9 复杂电子衍射花样的特征和标定方法118

3.9.1 具有取向关系的电子衍射花样118

3.9.2 孪晶电子衍射花样119

3.9.3 高阶劳厄花样124

3.9.4 超点阵衍射花样131

3.9.5 二次衍射花样133

3.9.6 调幅结构的电子衍射花样136

3.9.7 长周期结构的电子衍射花样137

3.9.8 菊池电子衍射花样145

参考文献152

第四章 晶体衍射中的数学处理155

4.1 取向关系的转换矩阵155

4.1.1 基体任意位向下两相取向花样的预测155

4.1.2 晶体在不同坐标下的晶向和晶面指数的转换矩阵169

4.1.3 晶体间的重位点阵172

4.1.4 孪晶关系的转换矩阵176

4.2 取向关系的理论预测184

4.2.1 原理和判据185

4.2.2 FCC/BCC体系187

4.2.3 HCP/BCC体系191

4.2.4 HCP/FCC体系200

4.3 晶体对称性引起的系统消光209

4.3.1 对称元素及其对应操作的矩阵209

4.3.2 宏观对称元素的组合规律212

4.3.3 点群的推导和转换矩阵214

4.3.4 点群、晶系和布拉维点阵之间的关系221

4.3.5 空间群中的平移对称元素223

4.3.6 等效点系226

4.3.7 二维点阵、平面点群和平面群228

4.3.8 电子衍射花样的对称性232

4.3.9 系统消光233

4.3.10 晶体对称性在结构分析中的应用举例237

参考文献243

第五章 电子衍射衬度成像246

5.1 电子像衬度的分类及其成像方法246

5.1.1 质厚衬度成像原理246

5.1.2 衍射衬度成像原理250

5.1.3 相位衬度成像原理253

5.2 衍衬运动学理论253

5.2.1 基本假设和近似处理253

5.2.2 完整晶体衍衬的运动学方程257

5.2.3 完整晶体运动学衍衬理论的实验验证259

5.2.4 缺陷晶体衍衬的运动学理论及其应用262

5.3 衍衬动力学理论（波动光学方程）294

5.3.1 电子的散射及其交互作用295

5.3.2 完整晶体衍衬动力学方程297

5.3.3 完整晶体的动力学方程的解300

5.3.4 厚度消光和弯曲消光304

5.3.5 反常吸收效应308

5.3.6 缺陷晶体衍衬动力学方程及其应用313

5.3.7 缺陷晶体衍衬像的计算机模拟及其应用319

参考文献328

第六章 高分辨和高空间分析电子显微术331

6.1 高分辨电子显微术331

6.1.1 傅里叶变换与卷积理论332

6.1.2 高分辨像形成过程描述的两个重要函数338

6.1.3 弱相位体高分辨像的直接解释343

6.1.4 高分辨像的多层法计算机模拟350

6.1.5 高分辨像显示位错特征的方法355

6.1.6 用高分辨像确定未知晶体结构的方法358

6.2 会聚束电子衍射366

6.2.1 各种衍射方式及其特点的比较366

6.2.2 会聚束电子衍射花样的形成和特征366

6.2.3 HOLZ线的指标化371

6.2.4 会聚束电子衍射的应用举例372

6.3 薄膜试样的X射线能谱分析390

6.3.1 X射线固体探测器的原理390

6.3.2 薄试样成分定量分析原理及特点393

6.4 电子能量损失谱及其定量微观分析398

6.4.1 电子能量损失谱仪398

6.4.2 电子能量损失谱399

6.4.3 电子过滤成像和衍射409

6.5 分析电子显微学进展410

6.5.1 负球差系数成像技术411

6.5.2 定量扫描透射电子显微术417

6.5.3 电子全息术424

参考文献430

附录1 物理常数和换算关系432

附录2 晶体几何关系433

附录3 立方晶体的晶面（或晶向）夹角表436

附录4 面心立方、体心立方和密排六方标准电子衍射花样446

附录5 面心立方、体心立方和密排六方高阶劳厄标准电子衍射花样452

附录6 材料常见的几种结构458

附录7 立方和六方晶系的极图（c/a=1.6 33）460

附录8 立方晶体重位点阵特征参数之间的关系470

附录9 电子的原子散射振幅478

附录10 特征X射线的波长和能量表487

附录11 用于电子能量损失谱的电子结合能表（EELS）490

附录12 分析电子显微学的有关计算机软件492

附录 出处说明497

思考题与练习题498