氟碳钡铈矿的HREM研究

氟碳钡铈矿(Cordylite)的理想化学式为BaCe_2(CO_3)_3F_2。付平秋等用电子探针测出此矿物含有钠[1]。X射线分析结果[1]认为此矿属六角晶系,晶胞参数a=5.09A,c=23.27A。空间群为P6_3/mmc。晶体的结构特征是钡原子各自构成垂直于c轴的面网。面网沿c轴方向按Ba—Ce—Ce—Ba—Ce—Ce—Ba……的顺序堆垛排列。CO_3也组成垂直于c轴的面网,处于Ba—Ce层或Na(F)—Ce层之间。图1为用JEM—200CX电子显微镜拍摄的高分辨电子显微象。入射电子束平行于b轴(或a轴)。图中方框部分放大后示于图2。氟碳钡铈矿与黄河矿(Huanghoite)以及氟碳铈钡矿(Cebaite)同属钡—铈氟碳酸盐矿物系列,它们有相近的结构特征,对后二者已做过较详细的HREM研究[2]。根据后二者晶体结构与高分辨电子显微象象衬之间的对应关系,不难得出图2中黑色部分对应于重原子及碳酸根的位置,白点对应于重原子和碳酸根原子围成的通道。符号B—B和C—C分别表示由钡原子和铈原子所组成的面网。图2中的插图是氟碳钡铈矿晶体沿b方向的投影,它同高分辨电子显微象符合得较好。     

（Y0.6Ca0.4）（SrBa）（Cu0.5B0.5）Cu2O7—δ的电子晶体学研究

(Y0.6Ca0.4)(SrBa)(Cu0.5B0.5)Cu2O7-δ晶体是在YBa2Cu3O7-δ超导材料中用Ca、Sr、B原子分别部分取代Y、Ba、Cu.实验表明不同量B的掺入使晶体失去超导性质,而同时再掺入Ba和Ca则又恢复超导电性[1].对其晶体结构的研究可望有助于解释这些现象.本文用高分辨电子显微学与电子衍射相结合的电子晶体学图像处理方法[2]研究了该晶体的结构.目的是先通过对高分辨电子显微镜作解卷处理,测定出低分辨率的晶体结构,然后从解卷像出发,结合电子衍射数据进行相位外推,得到能分辨出所有原子的晶体结构像.     

HREM测定K_2Nb_8O_(21)的晶体结构

K_2Nb_8O_(21)晶体属正交晶系,空间群为P2_12_12,晶胞参数a=3.75nm,b=1.25nm,c=0.396nm(1)由于晶体中有大量90°微畴,难以用x射线衍射方法测定其结构,本文用高分辨电子显微术先找出Nb和K原子的位置,然后定出晶体的结构模型。根据赝弱相位物体近似的象衬理论(2),当晶体的厚度超过其临界值时,重原子象衬为白,其余仍为黑。图     

Bi2Sr2Can—1CunO2n＋4＋δ调制结构中的缺陷

众所周知,Bi系超导氧化物Bi_2Sr_2Ca_(n-1)Cu_nO_(2n+4+δ)晶体结构的特征是具有一维调制结构。其基本结构中的原子在位置和成份两方面沿[010]方向作周期性变化的结果,使(BiO)_2层中交替出现Bi密集和Bi疏稀的区域,形成a=0.54nm,b=2.7nm和C=2.46nm,3.1nm和3.7nm(对应于n=1,2和3的2201,2212和2223相)的调制结构。由于b和c较大,沿[100]方向较容易得到调制结构的晶格象。和一般晶体结构相类似,在调制结构中也会出现各种缺陷,我们利用[100]方向的晶格象。结合电子衍射图,研究了B_i系超导氧化物调制结构中的缺陷,讨论了它们的特征和作用。1.(001)90°旋转孪晶面(图1),一维调制使晶体对称性由四方降为正交,ab轴不等价,上部晶体沿[001]轴     

钛酸锶钡压电陶瓷超细粉体的水热法合成

采用水热工艺制备不同组成的钛酸锶钡(BaxSr1-xTiO3,简称BST),利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等技术分析了水热反应转变机理及相结构转变情况,同时对影响合成的工艺参数及不同组成材料的居里温度变化进行了研究。结果表明,获得的BST粉体颗粒粒径为20~40 nm,其最佳的工艺参数为r(Ba/Ti)=3(摩尔比)、r(Sr/Ti)=1/4或r(Ba/Ti)=1/3、r(Sr/Ti)=4/5,c(KOH)=1.5~2 mol/L,制得不同组成粉体的居里温度呈规律性变化。     

NaxCoO2（0．75≤x≤1．0）中超结构的透射电镜研究

近期 ,日本科学家Takada等发现了新型层状水合物超导体Na0 3 CoO2 ·1 3H2 O[1] 。该超导体具有层状结构 ,属于强关联体系 ,由于它在导电性和晶体结构上均类似于高温超导体 ,所以引起了科学界的广泛关注。我们用传统的固态反应法得到其母体NaxCoO2[2 ] ,并对其进行了透射电子显微镜研究。图a和b是Na0 75CoO2 的分别沿 [0 10 ]和 [0 0 1]带轴的电子衍射图 ,所有衍射斑点都能准确地指标化 ,分析表明该化合物为六方晶系 ,其空间群为P6 3 mmc ,晶胞参数为a =0 2 8nm ,c =1 0 92nm。图c和d是温度为 10 0K时所拍摄的电子衍射花样 ,显示…     

高温超导氧化物(Y0.6Ca0.4)(Sr2-xBax)(Cu0.5B0.5)Cu7O7-δ的电子衍射研究

在超导材料YBa2Cu3O7-δ中,用Ca、Sr、B原子分别部分取代Y、Ba、Cu,制成(Y0.6Ca0.4)(Sr.Ba)(Cu0.5B0.5)Cu2O7-δ晶体.随着B掺入量的增加,晶体的超导电性逐渐消失,但如果同时掺入Ba和Ca其超导性则可恢复[1].本文用电子衍射方法,测定了x=0.5、x=1.0、x=1.5三种样品的晶胞参数和可能空间群.     

钙铁矿晶体中存在的切变结构与堆垛错

形如MO_2、MO_3等的氧化物晶体中存在的结晶学切变面已有较多报导。然后钙钛矿结构的晶体中是否存在切变结构尚未有人报导过。钙钛矿结构中,氧原子与金属原子成密堆排列,在接近熔点时,如BaTiO_3存在着六角相,沿立方<111>方向,钙钛矿结构的排列顺序是…ABC ABC…构成共顶角排列的氧八面体框架;而六角相中,发生周期性的错排顺序…ABCA′CB′ABC…,形成了沿立方<111>方向即六角[00.1]方向的长周期结构,堆垛错构成的晶面上,氧八面体由共顶角联结转变成共面联结。众所周知全共面联结的氧八面体ABO_3晶体就是LiNbO_3型结构。我们知道,ABO_3型的钙钛矿结构的晶体中尤其是在非化学配比的晶体中,存在着为数众多的A离子及氧离子空位,因此形成{100}切变面的可能     

不同元素掺杂对复合晶体Sr14(Cu1-yMy)24O41(M=Zn,NiCo)结构的影响

用常规的固相反应法制备了Zn2 ,Ni2 ,Co3 掺杂的3组复合晶体Sr14(Cu1-yMy)24O41(M=Zn,Ni,Co)系列样品.选区电子衍射研究表明,这些样品的自旋链亚结构的衍射点都出现了在a*和b*方向上扩展成衍射线的现象,而仅由自旋梯子亚结构产生的衍射斑点仍保持明锐.随着掺入离子的电子总自旋的增大,自旋链亚结构的衍射斑点扩展成衍射线的现象加重.掺入Co3 离子的复合晶体Sr14(Cu1-yMy)24O41中对应于自旋链亚结构的衍射斑点已完全扩展成垂直于c*的漫散射条纹.掺Co样品[001]带轴高分辨像显示,两套亚系统沿[001]方向的投影在口和b方向上的周期非常完整.这表明,Sr14(Cu1-yMy)24O41的自旋链亚结构仅在沿着c发生了初始相位无序.而掺入离子的电子总自旋的不同使这种初始相位无序的程度不同.     

Tl—Ba—Ca—Cu—O体系超导相的会聚束电子衍射研究

在 Philips EM420上,用会聚束电子衍射(CBED)研究转变温度为114K超导材料 TIBaCaCu_3O_(6.5)。发现了两个超导相,属四方晶系。对应超导相的转变温度120K和90K,其点阵参数分别是a=5.47A,c=36.1A和a=5.47A,c=29.7A。点群4/mmm,空间群14/mmm。图a是c=36.1A相的[001]会聚束带轴图。其对称性为4mm,镜面在[100]和<110>方法,{200}和{400}暗场对称性为含一个二次轴的2mm,这意味着存在一个垂直[001]带轴的镜面,因而点群为4/mmm。第一个劳埃环投影到零层衍射位置,第二个劳埃环投影到零层衍射之间,这说明点阵是有心的.空间群是14/mmm。从高阶劳埃环的半径(G),可测得沿带轴方向的周期(H)。C~2=2KH     

静液挤压锆中的孪晶和微扭折

本文用高压电镜研究了锆在高静液压下挤压变形后的显微组织。通过和常规拉拔锆的对照观察,发现静液挤压有促使锆多种变形机构动作的作用。一、孪生易于开动。在直径为20～30μm的细晶粒条件下,变形10％～30％时,可形成大量厚约0.5μm的{10(?)2}型孪晶。二、在横截面上观察到亚带仅宽0.5μm左右的微扭折带群。经过多个～3°的倾侧型小角界面,实现了近二十度的围绕挤压轴向的点阵转动。锆的这种变形机构尚未见过报导。另外,本文描述了用电子衍射研究六方晶系孪晶关系的一种方法。     

掺Fe元素的InP晶体中扩展位错的运动

利用LEG法制备掺Fe0.03wt.%的InP晶体。样品观察在JEM-4000EX高分辨电镜上进行,电压为400kV,点分辨率为0.19nm(Cs=1mm),电镜中电子束产生的辐照为2.5×103e/cm2s。InP晶体是立方闪锌矿结构,空间群为F43m,单胞参数为a=0.5868nm。图1是InP扩展螺位错在[110]方向投影的高分辨像。图中亮点对应原子位置。很明显,一层(111)原子被抽去。图中用黑点标出了扩展位错的螺型分量。扩展位错包括两个Burgers矢量为1/6[211]和1/6[121]的Shockley不全位错,其间是内禀层错。扩展位错之间的距离为17.9nm。层错能可根据下式计算[1]:R=μb2(2-3V)/8πd…     

LaAlO3晶体的电子显微学研究

LaAlO_3晶体作为良好的超导膜基底受到人们的重视。在此主要报导LaAlO_3晶体的结构特点。在Philips EM420,EM430上观察了LaAlO_3晶体。在130℃、24小时退火后的晶体呈综色。LaAlO_3晶体是铁弹体,电镜中观察到的铁弹畴如图1所示。取单畴做会聚束电子衍射(CBED),得到[001]方向的带轴图如图2a所示,其中给出4mm对称性,同时测得a=b=c=0.753nm;[111]带轴图如图2b所示,其中显示3m对称。由此得出点群m3m。进而对样品在电镜中进行原位加热,当温度升至400℃左右时,畴     

Li_2O.3Nb_2O_5的电镜研究

电子显微术可以提供晶体微区的三维对称性,能显示原子尺度范围的结构和缺陷,所以是研究象Li_2O.3Nb_2O_5(LN_3)这一类复杂氧化物很好的手段。我们同时用CBED和HREM分别测定了LN_3的空间群和观察了微结构。 LN_3的CBED带轴图(ZAPS)表明,LN_3的最高镜面对称是m,如[001]ZAP和[103]ZAP(图1,图2)所示,所以LN_3属单斜晶系;在垂直于镜面的[010]方向有一2次旋转轴,所以点群是2/m。高阶劳厄带投影到零阶上的衍射点表明,LN_3有简单格子。图1[001]ZAP给出,在垂直于全图镜面的方向,在中心透射盘两旁的衍射盘内,可见明显的消光线,这是动力学消光线,表明垂直于电子束方向有2次螺旋轴。图2[103]ZAP给出,在平行于全图镜面的方向,在中心透射盘两旁的衍射盘内,可见交替出现的动力学消光线,表示平行于电子束有一滑移面。事实上,点群2/m中的2次旋转轴即为2次螺旋轴,镜面即为滑移面。所以LN_3的空间群是P2_1/a。     

掺铜的硫化锌缺陷结构的高分辨电子显微术研究

掺铜的硫化锌为一种重要的发光材料。其发光性能与晶体缺陷有密切关系。利用高分辨电子显微术可以直接观察晶体缺陷结构。硫化锌晶体结构有立方闪锌矿(Z)与六角纤锌矿(W)两种。图1是两种结构共生的高分辨象,分别用Z及W表示相应结构。两者的区别仅在于沿密排方向的原子排列规则不同:闪锌矿结构为ABCABC……(3 R)排列;而纤锌矿结构为ABAB……(2H)排列。象中每一个亮点代表由一个硫原子及一个锌原子组成的原子团。在掺铜的硫化锌晶体中,微孪晶的密度很大.如图2及图3(T)所示。孪晶面为(111)。图3中还有典型的扩展位错(S),位错的柏氏矢量为b=1/6[112]。此外,还观察到有4H、16H、12R、36R等多种长周期     

超细铁粉的高分辩电镜观察

本工作用高分辩电子显微术观察超细铁粉的精细结构。铁基粉未是现代粉未冶金的一个重要部分,也是当前粉未冶金研究中最活跃的领域之一。铁粉是铁基粉未冶金工业的基本原料,也是一种下在迅速发展的新技术材料。采用粉未冶金技术制造各种金属材料,机械零件,硬质合金,磁性材料等等,在国民经济中起着重要作用。 X光衍射分析显示超细铁粉中有γ-Fe·Feo·γFe_2O_3·H_2O·FeFe_2O_4等多种相。在电镜中观察到FeO<110>取向的电子衍射花样和高分辩晶格像,晶胞参数为a=4.307A。在[110]取向衍射花样上(倒格子空间)沿<111>方向显示1/2超点阵斑点,反映在晶格像上,就是两倍于FeO{111}晶格条纹的超     

LiTaO_3晶体中铁电畴界的高分辨点阵象的研究

铁电材料的高分辨点阵象与非铁电材料相比较,在实验上具有特殊的困难。由于电荷效应,试样在电子束照射下很不稳定,特别是对畴界密度较高的晶体。铁电畴界引起的局部地区电场梯度急剧变化,欲完全纠正物镜象散则相当困难。本文报导了LiTaO_3 [100]投影(即(?)或称X切割)的高分辨(2.7(?))点阵象。同时对完整晶体结构进行电子计算机计算象的模拟,并和实验观察的结果对比,象的符合程度是令人满意的。运用Ta和Li离子在结构模型中的位置构成的Ta.Li网络,定性地描述了点阵条纹的特征。并用暗场(移动光描法)和高分辨显微术相结合,定点定位地观察了LiTaO_3中180°铁电畴界。为180°位移型铁电畴界的结构和宽度,首次提供了原子尺寸范围的直接信息。依据结晶学关系,系统地分析了180°铁电畴结构的六种可能性。比较了高分辨点阵象和电子计算机模拟象,从而确定了180°畴界的结构。结果表明:极化矢量的反转是由于Li离子沿Z轴方向移到邻近的空氧八面体中,移动量为1/6C+R,R为一修正量。实验和结构模型均表明LiTaO_3中180°铁电畴界的宽度为零。     

C_(14)LAVES相的层错与畴结构

本工作用高分辨电子显微术,研究了GH135合金中析出的C_(14)Laves相的层错及其有序排列产生的畴结构。该相六角点阵的参数a=0.47,c=0.78nm。象的模拟计算表明,当样品厚度为4nm左右,欠焦量为-40至-70nm时,高分辨象的一个白点对应于结构中的一五角形通道。这时象与结构是直接对应的。图1是Laves相[010]取向的低倍象,字母N、R处分别为(001)层错产生的MgNi_2和MgCu_2结构单元,倾斜和垂直的白箭头分别指示(101)和(100)两种非基面层错。图2左侧是(101)层错的高分辨象,右侧是相应的结构模型,层错区为一条μ相结构单元,C轴同Laves相的C轴成35°角。图3左侧是(100)层错的高倍象,右侧是根据象提出的结     

堇青石晶体结构的观察

本实验所用样品取自红透山金铜矿体蚀变了的围岩,晶体光学测定其为堇青石,经能谱分析其成份含有Mg、Al、Fe、Si,用选区衍射计算晶胞参数与已知x射线数据大体相符。(a=17.1A b=9.7A c=9.4A)。本实验在EM400T电镜上进行,利用会聚束衍射和高分辨电子显微术对堇青石晶体结构进行了研究。照片1是[100]取向会聚束衍射明场及全图,其对称性为2mm,且k、1等于奇数的盘全部消光。照片2、照片3分别是[100]取向的会聚束暗场±G图。显然,暗场盘内有2mm的对称性存在,且±G暗场之间有2G平移关系,由此可确定其晶体学点群为mmm属正交晶系,再参考其它取向衍射的消光规律,可断定空间群为Cccm无疑。     

PZT/NFO/LSMO多层磁电外延薄膜微观结构研究

用脉冲激光沉积法在(110)取向的SrTiO3(STO)单晶衬底上制备了Pb(Zr0.52Ti0.48)O3/NiFe2O4/La0.7Sr0.3MnO3(PZT/NFO/LSMO)磁电复合外延薄膜,并用X射线衍射和透射电镜技术研究了外延薄膜的物相和显微结构。原子力显微镜结果表明PZT、NFO和LSMO薄膜表面均平整,晶粒尺寸分布均匀,表面粗糙度分别为1.8,1.7和0.2 nm。X射线衍射、选区电子衍射和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)测试结果均证明各层薄膜沿(110)STO衬底外延生长,其外延关系为(110)PZT//(110)NFO//(110)LSMO//(110)STO和[001]PZT//[001]NFO//[001]LSMO//[001]STO。HRTEM结果显示,NFO/LSMO界面和LSMO/STO界面平整外延性好,无缺陷,而PZT/NFO界面较粗糙;NFO薄膜表面呈锯齿状,锯齿状面为立方NFO的能量最低{111}面,而PZT薄膜表面呈岛状,进一步的显微结构分析认为PZT薄膜为层状-岛状生长模式。