透射電鏡是利用高能電子束充當(dāng)照明光源而進(jìn)行放大成像的大型顯微分析設(shè)備，透射電鏡是一種具有高分辨率、高放大倍數(shù)的電子光學(xué)儀器，被廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)等研究領(lǐng)域。

透射電鏡標(biāo)定目的

　　目前透射電鏡通過衍射標(biāo)定可以達(dá)到以下兩個(gè)目的：提高格調(diào)和輔助進(jìn)行物相鑒定。

　　1、提高格調(diào)

　　提高格調(diào)是很容易理解的，因?yàn)榉采媸潜容^有檔次的研究，透射電鏡可謂是必不可少，目前的文章要是少了透射實(shí)驗(yàn)品質(zhì)會(huì)降低不少，審稿人也沒有興趣，這樣的情況下要想引起業(yè)界關(guān)注怕也是也不太容易。當(dāng)然，這并不是Z主要的，第二個(gè)目的才是大家真正關(guān)心的。

　　2、輔助進(jìn)行物相鑒定

　　注意這里說的是“輔助”進(jìn)行物相鑒定，之所以是“輔助”是由于物相鑒定是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的且技術(shù)含量高的工作。鑒定的難度來源于以下幾個(gè)方面：

　?、傥⒂^層面的物相太小，如果用打能譜分析元素的辦法，很可能打到的區(qū)域會(huì)有偏離或區(qū)域偏大，能譜的結(jié)果不夠準(zhǔn)確。

　?、谖锵嗵∮譄o法做XRD。

　?、弁ㄟ^形貌觀查判斷，這個(gè)太主觀，而且經(jīng)驗(yàn)要求極高，不從事個(gè)十來年的研究很難做出準(zhǔn)確的推斷。

　　所以物相鑒定非常困難，不能憑借上面一種手段給出有說服力的證明，所以利用多種手段輔助聯(lián)合證明提升說服力就勢(shì)在必行，透射電鏡就是其中之一。

　　但是透射電鏡也不能作為鑒定物相一招制敵的法寶，因?yàn)闃?biāo)定過程中會(huì)引入多種誤差(拍攝系統(tǒng)誤差，測(cè)量誤差，計(jì)算誤差)，沒法百分bai保證標(biāo)定的精度，所以結(jié)果也就是在誤差范圍內(nèi)參考。

透射電鏡怎樣標(biāo)定

　　這是一個(gè)大問題，可以先從宏觀上對(duì)這個(gè)問題進(jìn)行把握。

　　打一個(gè)簡(jiǎn)單的比方，JC要查找犯罪嫌疑人是誰(shuí)，在犯罪現(xiàn)場(chǎng)找到了作案者的小拇指指紋，要查到此人的信息就需要將該小拇指指紋拿到GA局的數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行比對(duì)，一旦該小拇指與其中一個(gè)人的小拇指指紋對(duì)上了，很可能就是這個(gè)人作案。

　　衍射斑點(diǎn)標(biāo)定的過程與此相同，也是利用物相留下的衍射斑點(diǎn)得到晶面數(shù)據(jù)，再與標(biāo)準(zhǔn)物相庫(kù)進(jìn)行對(duì)比，在物相庫(kù)里面如果有比較吻合的晶面數(shù)據(jù)，就很可能是這個(gè)物相了。

透射電鏡標(biāo)定三步法

　　在搞清楚上面提到的兩個(gè)問題后，接下來的工作就可以簡(jiǎn)單的歸結(jié)為3個(gè)步驟：1、計(jì)算晶面數(shù)據(jù);2、得到物相的晶面間距數(shù)據(jù)庫(kù);3、開始比對(duì)。

　　1、計(jì)算晶面數(shù)據(jù)

　　形象點(diǎn)說，每個(gè)人在陽(yáng)光下一站就會(huì)有影子，這個(gè)人就好比是晶體本身，而影子就好比是倒易點(diǎn)陣。人是立體的，人的影子是平面的。

　　同理，晶體是立體的，映射出來的倒易點(diǎn)陣也只能看到一個(gè)平面。影子反映的是人的輪廓，通過測(cè)量影子的長(zhǎng)度和影子和人的比例尺，就可以得到人的實(shí)際高度。同樣倒易點(diǎn)陣反映的是晶體的晶面間距，通過測(cè)量倒易點(diǎn)的距離，再借助標(biāo)尺就能得到真實(shí)晶體的晶面間距。

　　由衍射斑點(diǎn)計(jì)算晶面間距d有這么一個(gè)公式：d=1/l1×l0/標(biāo)尺。

　　l1、l0的長(zhǎng)度是下面圖中量出的實(shí)際長(zhǎng)度，不管你是用米尺還是游標(biāo)卡尺測(cè)量，只要l1、l0的單位一致就可以了，而“標(biāo)尺”就是圖中的51/nm。透射電鏡圖片可以等比例放大測(cè)量，并不影響結(jié)果。由此計(jì)算出的晶面間距d的單位就是nm。

　　通常不僅僅計(jì)算一個(gè)晶面間距，而是計(jì)算出一個(gè)平行四邊形所對(duì)應(yīng)的晶面數(shù)據(jù)信息。這包括兩條邊、一條對(duì)角線所對(duì)應(yīng)的晶面間距，以及各邊相互之間的夾角對(duì)應(yīng)的正空間中晶面的夾角。這些信息在一起才相當(dāng)于一個(gè)指紋的信息。為了方便表示，就用矢量R1、R2、R3來表示平行四邊形的各條邊。

　　由尺子可以測(cè)量l1、l2、l3、l4的長(zhǎng)度，由量角器可以測(cè)量各邊對(duì)應(yīng)的夾角。由此可以得到這樣六個(gè)數(shù)值。

　　2、獲取物相數(shù)據(jù)庫(kù)

　　現(xiàn)在終于進(jìn)行到第二步了。先以Al為例來說明如何獲得晶面數(shù)據(jù)庫(kù)。

　　通過查找PDF中Al的點(diǎn)陣參數(shù)，得到Al是面心立方晶體，6個(gè)點(diǎn)陣參數(shù)是a=0.4049nm，b=0.4049nm，c=0.4049nm，α=90°，β=90°，γ=90°。所有Al的晶面數(shù)據(jù)庫(kù)都是通過這6個(gè)參數(shù)計(jì)算得到的，即晶面指數(shù)所對(duì)應(yīng)(h,k,l)的晶面間距。

　　3、比對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)

　　將之前計(jì)算的d1、d2、d3、、、拿到數(shù)據(jù)庫(kù)中比對(duì)，如果誤差較小就挑選出來，挑出來晶面指數(shù)還要滿足另外一個(gè)條件，就是R3=R1+R2，矢量的加法法則。如果能夠從數(shù)據(jù)庫(kù)里面找到這樣的晶面指數(shù)滿足了以上所有條件，已經(jīng)可以標(biāo)定你的衍射斑點(diǎn)圖了。

　　總結(jié)一下，透射電鏡衍射斑點(diǎn)標(biāo)定的過程就是這三步，一通過圖片計(jì)算出晶面數(shù)據(jù)，二找到相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，三進(jìn)行比對(duì)，把符合條件的指數(shù)標(biāo)定在圖片上。