电子衍射物理教程PDF电子书下载

第1章 电子波动光学基础 1

1.1 波函数与波动方程 1

1.2 态迭加原理 3

1.3 电子波的相干性与波的干涉 4

1.4 惠更斯原理与基尔霍夫(Kirchhoff)公式 9

1.5 菲涅尔衍射 11

1.5.1 菲涅尔衍射与菲涅尔传播函数 11

1.5.2 菲涅尔积分与菲涅尔衍射条纹 13

1.5.3 傅里叶像 14

1.6 夫琅和费衍射与傅里叶变换 16

1.7 卷积运算实例 18

1.8 傅里叶变换应用举例 21

作业与思考题 28

主要参考书目 28

参考文献 28

第2章 电子衍射运动学 30

2.1 散射理论近似 30

2.2 原子散射因子 32

2.3 相位物近似 34

2.4.1 径向分布函数 37

2.4原子集团的散射,自相关函数 37

2.4.2 自相关函数 38

2.5 晶体衍射 41

2.5.1 单胞的散射 41

2.5.2 无限尺寸晶体的衍射 42

2.5.3 有限尺寸晶体的衍射 44

2.5.4 协同散射与非协同散射 45

2.6 衍射的劳埃情况和布剌格情况 46

主要参考书目 47

参考文献 47

作业与思考题 47

第3章 电子显微镜相位衬度成像 49

3.1 衍射与成像 49

3.1.1 阿贝成像原理 49

3.1.2 衍射与成像的夫琅和费衍射处理 49

3.2 Zernick相位衬度 50

3.3 衍射与成像的菲涅尔衍射处理 52

3.3.1 理想薄透镜 52

3.3.2 多元件系统 52

3.4.1 衬度传递函数的 57

3.4.2 像差引起的相位变化 57

3.4 衬度传递函数的相位项构成 57

3.4.2.1 球差 58

3.4.2.2 离焦 59

3.4.2.3 像散的影响 60

3.4.3 弱相位物近似与Scherzer欠焦条件 60

3.4.4 非Scherzer欠焦条件的选择与通频带 63

3.5 衬度传递函数的振幅项构成 66

3.5.1 物镜光阑 66

3.5.2 色差 67

3.5.3 束发散的影响 68

3.6 透射电子显微镜分辨本领和像分辨限制因素 73

作业与思考题 76

主要参考书目 77

参考文献 77

第4章 高分辨电子显微像衬度理论和像计算 79

4.1 相位衬度与振幅衬度 79

4.2 简单点阵条纹像 81

4.2.1 一维点阵条纹像 81

4.2.2 二维点阵像 86

4.3 可以直接解释的高分辨晶体结构像 87

4.3.1 弱相位物近似与投影电荷密度近似 89

4.3.2 相位物近似、相位栅近似以及高压近似之间关系的讨论 95

4.4 计算动力学散射辐射Cowley-Moodie多层法和高分辨计算像模拟 97

4.4.1 Cowley-Moodie多层法计算动力学散射振辐 97

4.4.2 高分辨计算像模拟技术 101

4.4.3 赝弱相位物近似 108

4.5 非周期结构的高分辨电子显微学成像 110

4.6 高分辨像的图像处理 116

4.6.1 消除噪声的实用图像处理方法 116

4.6.2 光学图像处理 119

4.6.3 计算机数字图像处理 120

4.7.1 高分辨像的解卷处理和线性图像修复 121

4.7 线性图像修复和高分辨电子显微学结构测定方法 121

4.7.1.1 直接法解卷 123

4.7.1.2 最大熵解卷 123

4.7.2 高分辨电子显微像与电子衍射结合测定晶体结构 124

4.7.3 利用空间群对称性帮助复原出射波函数进行结构像重组 125

4.8 非线性成像图像处理技术 128

4.8.1 线性与非线性成像 130

4.8.2 非线性成像出射波函数复原 131

4.8.2.1 变焦法 132

4.8.2.2 离轴电子全息术 132

4.9 定量高分辨电子显微学的发展现状 133

4.8.2.3 系列倾斜复原法 133

4.9.1 高分辨图像识别 134

4.9.1.1 亮点中心定位法 134

4.9.1.2 矢量图像识别法 136

4.9.1.3 相位法 137

4.9.2 定理化学点阵像 139

主要参考书目 142

参考文献 142

作业与思考题 142

4.9.3 高分辨工作与分子动力学模拟计算结合 142

第5章 衍射衬度成像的运动学理论 145

5.1 衍射衬度与衍射衬度成像 145

5.1.1 衍射衬度 145

5.1.2 衍射衬度成像 146

5.2 衍衬成像运动学理论的几个基本近似 147

5.3 完整晶体衍射衬度运动学理论推导 148

5.3.1 偏离参量与消光距离 148

5.3.2 衍衬运动学理论公式的导出 149

5.3.3 消光距离公式的导出 150

5.4 完整晶体的衍射衬度效应 152

5.5 非完整晶体衍射衬度运动学理论 154

5.6 含缺陷晶体衍射衬度像的运动学解释 155

5.6.1 含层错晶体 155

5.6.2 波纹图 156

5.6.3 位错 159

5.6.4 位错环 163

5.6.5 位错环像和位错在膜表面上的松驰效应 165

5.6.6 弱束暗场成像技术 167

作业与思考题 169

主要参考书目 169

6.1 电子衍射的动力学处理方法 172

参考文献*169++第6章 电子衍射动力学理论 172

6.2 Howie-Whelan双束动力学方程组的导出 174

6.3 完整晶体动力学方程组的解 176

6.4 完整晶体的衍射衬度和异常吸收 180

6.5 动力学理论的波动力学表述 185

6.6 色散面 188

6.7 布洛赭波的对称性和布洛赭函数 191

6.8 异常吸收效应的波动力学处理 193

6.9 Bethe波动力学公式的求解 196

6.10 计算动力学衍射振幅的散射矩阵法 199

6.11 会聚束电子衍射和双束动力学回摆曲线的测定 201

作业与思考题 204

主要参考书目 205

参考文献 205

第7章 电子衍射多束动力学理论 206

7.1 多束动力学理论的引出 206

7.2 系列反射下的多束动力学计算 208

7.3 轴向入射条件下的束约化 212

7.4 多束动力不计算的近似处理 218

7.4.1 一般条件下的多束动力学计算 218

7.4.2 二级Bethe近似 219

7.4.3 Kambe强耦合近似 221

7.5 结构因子测定的临界电压法 225

7.6 结构因子测定的等厚条纹法和回摆曲线法 232

7.7 结构因子测定的交截菊池线法（IKL）和交HOLZ线法（IHL） 237

7.8 结构因子测定的CBED多参数精修拟合法 243

作业与思考题 248

主要参考书目 248

参考文献 249

第8章 非完整晶体的衍射衬度动力学理论 250

8.1 动力学方程的基本形式 250

8.2 含有平面界面晶体的Amelinckx衍射动力学处理方法 254

8.3.1 含层错晶体双束动力学方程组的解 258

8.3 含层错晶体的衍射衬度 258

8.3.2 层错条纹衬度特征的物理解释 263

8.4 其他类型平面界面的衍射衬度 268

8.4.1 α条纹衬度 268

8.4.2 空洞、片状析出物与δ条纹 270

8.5 含位错晶体衍射衬度的动力学理论 278

8.5.1 动力学理论和含位错晶体的衍射衬度 278

8.5.2 计算电子显微像和缺陷的鉴定 286

8.6 小位错环和第二相粒子的衍射衬度 289

参考文献 295

主要参考书目 295

作业与思考题 295

附录 297

附录1 基尔霍夫（Kirchhoff）公式的推导 297

附录2 卷积的定义和性质 298

附录3 狄拉克（Dirac）函数的定义和性质 298

附录4 相关与自相关 299

附录5 原子散射因子表 301

附录6 电子的原子散射因子解析式f(u)= aiexp(-biu2)＋c参数表 303

附录7 电子波长和相对论因子数据表 307

参考文献 308

索引 309