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SAED（选区电子衍射）模拟

SAED（Selected Area Electron Diffraction，选区电子衍射） 模拟用于计算平行电子束产生的单晶电子衍射图样。这是衍射模拟器的默认模式。

本页列出当您选择 Wave Length = Electron 且 Incident beam mode = Parallel 时，右侧 Spot property 面板中出现的每一项设置。关于绘制和保存等窗口级操作，请参见概览页。

GUI 条件：Wave Length = Electron，Incident beam mode = Parallel，Intensity calculation = Only excitation error / Kinematical / Dynamical。

SAED 模式下的衍射模拟器

概览

模拟平行电子束穿过薄样品时产生的衍射图样。衍射斑点的位置由埃瓦尔德球与倒易点阵点之间的几何关系确定，每个斑点的亮度则按照所选的强度计算模式来计算。

Wave Length

Wave Length

将辐射源设置为 Electron。输入能量（keV）或波长（nm），即可计算出经相对论修正的波长。关于 X 射线和中子源，请参见 X 射线衍射模拟。

Incident beam mode

Incident beam mode

将入射束的几何形状设置为 Parallel。这是用于 SAED 和 X 射线衍射的标准平面波几何。

Note：对于电子束，您可以选择 Parallel / Precession (electron = PED) / Convergence (CBED)。选择 Precession 将得到 PED 模拟，选择 Convergence 将得到 CBED 模拟；在这两种情况下，强度计算都会自动切换为 Dynamical。

Intensity calculation

Intensity calculation

选择如何计算斑点强度。

仅激发误差

强度仅由埃瓦尔德球与倒易点阵点之间的几何距离（偏离矢量 \(s_g\)）决定。\(\lvert s_g \rvert\) 越小，强度越高；在 Radius 所设定的值处达到最大，当 \(\lvert s_g \rvert\) 超过 Radius 时降为零。由于忽略了晶体结构因子，这是最快的模式，适合检查衍射斑点的位置。

运动学

在偏离矢量之外，还将运动学结构因子 \(\lvert F_{hkl} \rvert^2\) 计入强度。消光规则得到正确反映，因此该模式适合薄样品或弱衍射。

动力学（布洛赫波法，仅限电子）

采用布洛赫波法（Bethe 法）进行严格的动力学计算。它再现多重散射以及强度随厚度的变化，对于厚样品或强衍射是必需的。仅当选择 Electron 时可用。关于理论，请参见 附录 A3. 布洛赫波法。

Note：当选择 Dynamical 时，下方会出现 Bloch wave settings 面板。

Bloch wave settings（动力学理论）

Bloch wave parameters

仅当 Intensity calculation = Dynamical 时才有效。

参数 说明
Number of diffracted waves 本征值问题中纳入的布洛赫波数量。值越大，强度越精确，但计算时间按 \(O(N^3)\) 增加
Thickness 动力学计算中使用的样品厚度（nm）

Spot appearance

Appearance

控制每个衍射斑点的绘制方式。

  • Solid sphere / Gaussian ：倒易点阵点的几何模型。Solid sphere 绘制半径为 \(R\) 的球与埃瓦尔德球之间的截面（一个圆），圆的面积对应衍射强度；Gaussian 绘制 \(\sigma = R\) 的三维高斯函数的截面（二维高斯），其积分对应衍射强度。
  • Opacity ：斑点的透明度（0 = 透明，1 = 不透明）。
  • Radius (R) ：倒易点阵点的虚拟半径。斑点大小由 Appearance 模式与 Intensity calculation 的组合确定（例如 Solid sphere + Dynamical 给出与 \(I_\text{dyn}^{1/2}\) 成正比的半径）。
  • Brightness ：仅在 Gaussian 模式下有效。所绘制高斯函数的积分强度。
  • Color scale ：Gray scale 或 Cold-warm。
  • Log scale ：以对数刻度显示强度。对强度对比度大的图样很有用。
  • Spot color ：未使用颜色刻度时所用的斑点颜色。
  • Use crystal color ：勾选后，斑点以分配给各晶体的颜色绘制。

Spot labels

叠加在斑点上的标签可从工具栏中选择。

标签 内容
Index 米勒指数 \((hkl)\)
d 晶面间距 \(d\)
1/d 晶面间距的倒数 \(1/d\)
Distance 探测器上斑点之间的距离
2θ 散射角 \(2\theta\)（与 2θ 刻度的同心圆定义相同）
χ 方位角 \(\chi\)，以屏幕正上方（12 点钟方向）为 0°，顺时针为正（与方位角刻度的放射线定义相同）
Excit. Err. 偏离矢量 \(s_g\)
|Fg| 结构因子的绝对值 \(\lvert F_{hkl} \rvert\)

共用操作

探测器信息、翻转、倒易空间显示、菊池线、德拜环、刻度线、颜色设置、保存等操作在所有模式下都是共用的。请参见概览页。从动力学计算获得的各反射的详细信息可在衍射斑点信息中浏览。

另请参见