晶体结构和电子衍射

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晶体结构和电子衍射之间的区别

晶体结构 vs. 电子衍射

晶体结构是指晶体的周期性结构。固体材料可以分为晶体、准晶体和非晶体三大类，其中，晶体内部原子的排列具有周期性，外部具有规则外形，比如钻石（图）。 Hauy最早提出晶体的規則外型是因为晶體内部原子分子呈規則排列，比如鑽石所具有的完美外形和優良光学性質就可以歸結為其内部原子的規則排列。20世紀初期，勞厄發明X射線衍射法，從此人們可以使用X射线來研究晶體内部的原子排列，其研究结果進而證實了Hauy的判斷。 晶體内部原子排列的具体形式一般稱之为晶格，不同的晶体内部原子排列稱為具有不同的晶格結構。各種晶格結構又可以歸納為七大晶系，各種晶系分别与十四種空間格（稱作布拉维晶格）相對應，在宏观上又可以归结为三十二种空间点群，在微观上可进一步细分为230个空间群。 对于晶体结构的研究是研究固体材料的宏观性质及各种微观过程的基础。專門研究分子結晶結構的科學稱為晶體學，經常應用在化學、生物化學與分子生物學。. 电子繞射，是指电子在通过某些障碍物时发生衍射的现象。因为波粒二象性的存在，电子也可被当做是波，从而也能产生衍射现象。电子的波长满足德布罗意波长公式： h表示普朗克常数，p表示动量。由于电子的动量较光子大得多，因而其波长也短得多。所以想使电子发生衍射时就需要更微小的障碍物，实验上一般是采用晶体。另外，正是由于电子比光子更难发生衍射，电子显微镜的分辨率比光学显微镜的更高。 当电子波穿过晶体的时候，被晶体中的原子散射，散射的电子波互相之间干涉所产生的现象就是电子衍射。晶体中每个原子均会对电子进行散射，使得波长和方向发生变化。并且部分电子会与晶体中的原子发生能量交换作用，若电子波长发生变化，则称为非弹性散射；若没有波长变化，则称为弹性散射。 电子衍射的图像一般是该图像呈现规则的斑点，衍射图像是由同心圆组成的。多晶的是一系列规则的同心圆，而非晶的是由分散的同心圆组成的。 电子衍射是最经常用于固体物理和化学研究固体的晶体结构。实验通常是在透射电子显微镜（TEM）或扫描电子显微镜（SEM），为进行。电子衍射用来做物相鉴定、测定原子位置等。与X射线相比，电子更容易被物体吸收，所以更加精确，适合于研究微薄膜、小晶体。.