к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

Электронография

Электронография - метод изучения структуры вещества, основанный на исследовании рассеяния образцом ускоренных электронов. Применяется для изучения атомной структуры кристаллов, аморфных тел и жидкостей, молекул газов и паров. Физ. основа Э.- дифракция электронов; при прохождении через вещество электроны, обладающие волновыми свойствами (см. Корпускулярно-вол-новой дуализм), взаимодействуют с атомами, в результате чего образуются дифрагированные пучки, интенсивность и расположение к-рых связаны с атомной структурой образца и др. структурными параметрами. Рассеяние электронов определяется эл--статич. потенциалом атомов, максимумы к-рого отвечают положениям атомных ядер.

В электронографах и электронных микроскопах формируется узкий светосильный пучок ускоренных электронов. Он направляется на объект и рассеивается им, дифракц. картина (электронограмма) либо фотографируется, либо регистрируется электронным устройством. Осн. вариантами метода являются дифракция быстрых электронов (ускоряющее напряжение от 30-50 кВ и более) и дифракция медленных электронов (от неск. В до немногих сотен В).

Э. наряду с рентгеновским структурным анализом и нейтронографией принадлежит к дифракц. методам структурного анализа. Интенсивное взаимодействие электронов с веществом ограничивает толщину просвечиваемых ими образцов десятыми долями мкм. Электронографы для быстрых электронов работают при ускоряющих напряжениях до 200 кВ. В наиб. распространённых электронных микроскопах, к-рые могут использоваться и в режиме микродифракции, напряжение обычно составляет 200-400 кВ, а в уникальных приборах-1000-3000 кВ (соответственно возрастает до неск. мкм допустимая толщина образцов). Поэтому методами Э. изучают атомную структуру мелко-кристаллич. веществ и монокристаллов, значительно меньших размеров, чем в рентгенографии и нейтронографии.

5120-2.jpg

Рис. 1. Электронограмма, полученная от текстуры.

Вид электронограмм при дифракции быстрых электронов зависит от характера исследуемых объектов. Электро-нограммы от плёнок, состоящих из кристалликов, обладающих взаимной ориентацией, или тонких монокристаллич. пластинок, образованы точками или пятнами (рефлексами) с правильным расположением, от текстур - дугами (рис. 1), от поликристаллич. образцов - равномерно зачернёнными окружностями (аналогично дебаеграммам), а при съёмке на движущуюся фотопластинку - параллельными линиями. Эти типы электронограмм получаются в результате упругого, преим. однократного, рассеяния (без обмена энергией с кристаллом). При многократном неупругом рассеянии возникают вторичные дифракц. картины от дифрагированных пучков (кикучи-электронограммы; рис. 2). Электронограммы от молекул газа содержат небольшое число диффузных ореолов.

5120-3.jpg

Рис. 2. Кикучи-электронограмма, полученная методом "на отражение" (симметрично расположены тёмные и светлые кикучи-линии).

В основе определения элементарной кристаллич. ячейки и симметрии кристалла лежит измерение расположения рефлексов на электронограммах. Межплоскостное расстояние d=Ll/r, где L - расстояние от образца до фотопластинки; l - длина волны де Бройля электрона, определяемая его энергией; r-расстояние от рефлекса до центр. пятна на электронограмме. Методы расчёта атомной структуры кристаллов в Э. близки к применяемым в рентг. структурном анализе. Так, ф-ла для распределения эл--статич. потенциала f(x, у, z)аналогична ф-ле для распределения электронной плотности r(x, у, z)в рентг. структурном анализе. Расчёт значений f(x, у, z), обычно проводимый на ЭВМ, позволяет установить координаты x, у, z атомов, расстояния между ними и т. д. (рис. 3).

Методами Э. были определены мн. атомные структуры, уточнены и дополнены рентгеноструктурные данные для большого числа веществ, в т. ч. мн. цепных и циклич. углеводородов, в к-рых впервые были локализованы атомы водорода, нитридов переходных металлов (Fe, Cr, Ni, W), обширного класса оксидов Nb, V, Та с локализацией атомов N и О, а также 2- и 3-компонентных полупроводниковых соединений, глинистых минералов и слоистых структур. При помощи Э. исследуют и структуру дефектных кристаллов. В комплексе с электронной микроскопией Э. позволяет изучать фазовый состав и степень совершенства структуры тонких кристаллич. плёнок, используемых в разл. областях совр. техники. Для процессов эпи-таксии существенным является контроль степени совершенства поверхности подложки до нанесения плёнок, к-рый выполняется с помощью кикучи-электронограмм: даже незначит. нарушения её структуры приводят к размытию кикучи-линий.

5120-4.jpg

Рис. 3. Электрический потенциал молекулы дикетопиперазина в кристаллической структуре, полученный трёхмерным фурье-синтезом: а и b-оси симметрии молекулы. Сгущение линий соответствует положениям атомов.

Существенное развитие получили дифракц. методы с использованием сходящегося пучка электронов, традиционно применявшиеся для установления симметрии кристаллич. вещества. Анализ двумерного распределения интенсивности в дифракц. пятне позволяет определять тройные фазовые структурные инварианты, к-рые используются в т. н. прямых методах для определения фаз структурных амплитуд (см. Рентгеновский структурный анализ ).При определ. условиях распределение интенсивности в дифракц. пятнах может быть применено для вычисления структурных факторов и их фаз. Однако полная интерпретация такой дифракц. картины на основе теории многолучевой динамич. дифракции встречает матем. трудности и требует больших вычислит. мощностей или использования приближённых методик анализа.

Методами дифракции электронов может быть осуществлено полное исследование атомного строения твёрдого тела. Основы этой т. н. электронной кристаллографии заложены учёными Москвы. Сочетание микродифракции электронов с электронной микроскопией атомного разрешения открыло принципиально новые возможности локального анализа атомного строения и исследования реальной структуры кристаллич. вещества. Фурье-преобразование данных эксперимента позволяет вычислить фазы структурных амплитуд, к-рые могут быть приписаны определяемым по дифракц. картине модулям структурных амплитуд. Зная модули структурных амплитуд и фазы, можно построить пространств. распределение потенциала в исследуемом кристалле.

На электронограммах, получаемых от молекул газов, а также паров оксидов, галогенидов и др. соединений, дифракц. пучки образуют диффузные кольцевые ореолы, диаметры и интенсивность к-рых определяются расположением атомов в молекуле и дифракц. характеристиками атомов (их атомными амплитудами упругого и неупругого рассеяния). Методы газовой Э. позволяют определять структуры молекул с числом атомов до 10-20, а также характер их тепловых колебаний в широком интервале температур. Аналогичным методом проводят анализ атомной структуры ближнего порядка (см. Дальний и ближний порядок)в аморфных телах, стёклах, жидкостях.

При использовании дифракции медленных электронов, к-рые вследствие малости энергии проникают лишь в самые верх. слои кристалла, получают сведения о структуре "двумерной" решётки как атомов самого кристалла у его поверхности, так и адсорбированных кристаллом атомов газов. При дифракции медленных электронов могут также происходить оже-эффект и др. явления, возникающие вследствие сильного взаимодействия медленных электронов с атомами. Применение этого метода целесообразно в сочетании с масс-спектроскопией и оже-спектроскопией .Эти исследования позволяют изучать явления адсорбции, самые начальные стадии кристаллизации и др.

Литература по

  1. Пинскер 3. Г.. Дифракция электронов, M.-Л., 1949; Вайнштейн Б. К., Структурная электронография, M., 1956; Звягин Б. Б., Электронография и структурная кристаллография глинистых минералов, M., 1964; Современная кристаллография, т. 1, M., 1979, с. 327. 3. Г. Пинскер.

    к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

    (время поиска примерно 20 секунд)

    Знаете ли Вы, как разрешается парадокс Ольберса?
    (Фотометрический парадокс, парадокс Ольберса - это один из парадоксов космологии, заключающийся в том, что во Вселенной, равномерно заполненной звёздами, яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска. Это должно иметь место потому, что по любому направлению неба луч зрения рано или поздно упрется в поверхность звезды.
    Иными словами парадос Ольберса заключается в том, что если Вселенная бесконечна, то черного неба мы не увидим, так как излучение дальних звезд будет суммироваться с излучением ближних, и небо должно иметь среднюю температуру фотосфер звезд. При поглощении света межзвездным веществом, оно будет разогреваться до температуры звездных фотосфер и излучать также ярко, как звезды. Однако в дело вступает явление "усталости света", открытое Эдвином Хабблом, который показал, что чем дальше от нас расположена галактика, тем больше становится красным свет ее излучения, то есть фотоны как бы "устают", отдают свою энергию межзвездной среде. На очень больших расстояниях галактики видны только в радиодиапазоне, так как их свет вовсе потерял энергию идя через бескрайние просторы Вселенной. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

    НОВОСТИ ФОРУМАФорум Рыцари теории эфира
    Рыцари теории эфира
     13.06.2019 - 05:11: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> ПРОБЛЕМА ГЛОБАЛЬНОЙ ГИБЕЛИ ПЧЁЛ И ДРУГИХ ОПЫЛИТЕЛЕЙ РАСТЕНИЙ - Карим_Хайдаров.
    12.06.2019 - 09:05: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
    11.06.2019 - 18:05: ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ФИЗИКА - Experimental Physics -> Эксперименты Сёрла и его последователей с магнитами - Карим_Хайдаров.
    11.06.2019 - 18:03: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Андрея Маклакова - Карим_Хайдаров.
    11.06.2019 - 13:23: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вячеслава Осиевского - Карим_Хайдаров.
    11.06.2019 - 13:18: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Светланы Вислобоковой - Карим_Хайдаров.
    11.06.2019 - 06:28: АСТРОФИЗИКА - Astrophysics -> К 110 летию Тунгуской катастрофы - Карим_Хайдаров.
    10.06.2019 - 21:23: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Владимира Васильевича Квачкова - Карим_Хайдаров.
    10.06.2019 - 19:27: СОВЕСТЬ - Conscience -> Высший разум - Карим_Хайдаров.
    10.06.2019 - 19:24: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> ЗА НАМИ БЛЮДЯТ - Карим_Хайдаров.
    10.06.2019 - 19:14: СОВЕСТЬ - Conscience -> РУССКИЙ МИР - Карим_Хайдаров.
    10.06.2019 - 08:40: ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ - Economy and Finances -> КОЛЛАПС МИРОВОЙ ФИНАНСОВОЙ СИСТЕМЫ - Карим_Хайдаров.
    Bourabai Research Institution home page

    Боровское исследовательское учреждение - Bourabai Research Bourabai Research Institution