Структурная электронография - Вайнштей Б.К.
Скачать (прямая ссылка):
формул перехода от наблюдаемых интенсивностей к структурным факторам.
Повидимому, возможно использование и препаратов с кристалликами, имеющими
размеры порядка 10"5 см, интенсивность рассеяния от которых подчиняется
динамической теории (см. стр. 136). В кристалликах с линейными размерами
менее 10"6 см наблюдаются эффекты двумерной диф-фракции, что также
приводит к искажению интенсивностей.
Не менее важно другое требование - определенная вторичная структура
объекта. Необходимо получить на подложке либо мозаичные "моно-
кристальные" пленки, либо текстуры. В некоторых случаях возможно
использование и поликрисгаллических пленок. Между тем, нередко образцы
дают самые разнообразные промежуточные диффракционные картины, - когда на
подложке образуются различного рода сростки, несовершенные текстуры,
поликристаллические образцы из "крупных" кристаллов, кольцевые рефлексы
от которых распадаются на отдельные точки. Такие картины могут быть
иногда использованы в электронографических исследованиях, но они
непригодны для важного этапа структурного анализа - оценки интенсивностей
отражений.
Основной метод съемки для проведения структурных исследований - съемка на
прохождение, однакб в некоторых случаях важные сведения можно получить
съемкой на отражение от поверхности массивных образцов.
В большинстве случаев подбором условий приготовления препарата удается
получить образец в одной из приемлемых для анализа форм. Все же нельзя
заранее гарантировать, что любое вещество удастся исследовать
электронографическим методом. Богатство типов диффрак-ционных картин
требует от электронографиста не механического, а творческого подхода к
исследованию. Если в рентгенографии, имея образец, можно заранее выбрать
и освоить один метод съемки (например,
11
метод фотографирования обратной решетки), то электронографист должен
владеть всеми методами съемки и расшифровки электронограмм и применять
их, сообразуясь с характером снимков, получаемых от данного объекта.
Следующей после съемки электронограммы ступенью структурного исследования
является определение симметрии и элементарной ячейки кристалла,
производимое однозначно на основе чисто геометрической теории. Эта теория
в электронографии существенно упрощается по сравнению с рентгенографией
ввиду малости длины волны 1.
Определение интенсивностей позволяет далее находить координаты атомов в
элементарной ячейке, широко используя в переработанном виде методы
структурного анализа, развитые ранее применительно к рентгенографии.
Важнейшим из этих методов является метод рядов Фурье, позволяющий в
электронографии получать картину потенциала решетки, максимумы которого
соответствуют координатам ядер. Для установления положения атомов в
несложных структурах можно иногда ограничиться применением метода проб и
ошибок.
Оценка точности получаемых результатов является заключительным этапом
исследования.
§ 3. Основные положения теории рассеяния и структурного анализа
кристаллов
Электроны, а также нейтроны в ряде процессов проявляют свои
корпускулярные свойства. Однако при рассеянии в кристаллах или на иных
объектах отчетливо выступает другая особенность микрочастиц- их волновая
природа, представляющая собой основу для понимания и объяснения этих
явлений. Положение о волновом характере явлений рассеяния делает в
принципе независимой от вида излучения теорию этих явлений-она в равной
мере справедлива для рентгеновых лучей, электронов и нейтронов. Специфика
взаимодействия с веществом каждого из излучений может быть учтена на
определенной стадии путем введения характерных длин волн и атомных
амплитуд.
В этом параграфе при помощи теории рядов и интегралов Фурье излагаются
основные положения теории рассеяния и структурного анализа кристаллов.
Эти положения в дальнейшем (см. главы II-IV) используются для подробного
рассмотрения вопросов электронографического структурного анализа.
Основой расчетных методов структурного анализа кристаллов является
кинематическая теория диффракции.
Попадая на объект и взаимодействуя с ним, первичная волна претерпевает
рассеяние; возникают вторичные волны. Интенсивность рассеяния их в
различных направлениях может быть вычислена с учетом строения объекта и
фазовых соотношений между вторичными волнами, которые, интерферируя между
собой, в одних нацравлениях взаимно усиливают друг друга, а в других -
ослабляют. Взаимодействие волн здесь точно такое же, как при диффракции
света (например, на опти-
ческих диффракционных решетках), с тем лишь отличием, что если оптические
эффекты обычно происходят на двумерных объектах, то кристалл является
трехмерным объектом, и вторичные волны возникают во всем его объеме.
Основное допущение кинематической теории рассеяния заключается в
следующем. Поскольку абсолютные величины атомных амплитуд рассеяния
электронов, рентгеновых лучей и нейтронов очень малы, интенсивности
рассеянных пучков при ограниченном числе рассеивающих центров (атомов)
