Дифракция электронов

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Дифракция электронов — процесс рассеяния электронов на совокупности частиц вещества, при котором электрон проявляет волновые свойства. Данное явление называется корпускулярно-волновым дуализмом, в том смысле, что частица вещества(в данном случае взаимодействующие электроны) может быть описана, как волна.

При выполнении некоторых условий, пропуская пучок электронов через материал можно зафиксировать дифракционную картину, соответствующую структуре материала. Поэтому процесс дифракции электронов получил широкое применение в аналитических исследованиях различных материалов. Методы изучения строения вещества, основанные на рассеянии ускоренных электронов на исследуемом образце иногда называют электронографией. Электронография схожа с рентгеноструктурным анализом и нейтронографией.


История[править | править вики-текст]

Гипотеза де Бройля, сформулированная в 1924 году предсказала, что частицы также как и фотоны должны иметь волновой характер. Формула де Бройля была подтверждена тремя годами позднее для электронов (которые имеют массу покоя) с наблюдением электронной дифракции в двух независимых экспериментах Томсона и Джозефа Дэвиссона, за которые они впоследствии получили Нобелевскую премию по физике.

Области применения[править | править вики-текст]

Дифракция медленных электронов[править | править вики-текст]

Дифракция медленных электронов сокр., ДМЭ, ДЭНЭ иначе дифракция электронов низкой энергии (англ. low-energy electron diffraction сокр., LEED) — метод исследования структуры поверхности твердых тел, основанный на анализе картин дифракции низкоэнергетических электронов с энергией 30-200 эВ, упруго рассеянных от исследуемой поверхности.

Дифракция быстрых электронов[править | править вики-текст]

Дифракция быстрых электронов сокр., ДБЭ (англ. reflection high-energy electron diffraction сокр., RHEED) — метод исследования структуры поверхности твердых тел, основанный на анализе картин дифракции электронов с энергией 5-100 кэВ, упруго рассеянных от исследуемой поверхности под скользящими углами. Описание

Дифракция электронов в просвечивающем электронном микроскопе[править | править вики-текст]

Дифракция электронов на твердом теле обычно используют в просвечивающем электронном микроскопе, где электроны проходят через тонкую пленку или частичку изучаемого образца. Получаемая дифракционная картина наблюдается на люминесцентном экране и записывается либо на фотопленку, либо на CCD-камеру.

Дифракция отраженных электронов[править | править вики-текст]

Как правило наблюдается в растровом электронном микроскопе, оснащенном специально приставкой, однако также может наблюдаться в просвечивающем электронном микроскопе.

Газовая электронография[править | править вики-текст]

Газовая электронография — метод изучения строения молекул. При электронографическом исследовании коллимированный поток электронов направляется вдоль сравнительно длинной вакуумированной трубы, в которую сбоку впрыскивается исследуемое вещество (газообразное или превращающееся в газ в момент впрыскивания).

Каждая молекула вещества выступает как набор дифракционных решеток с периодами, равными всевозможным расстояниям между атомами молекулы. Дифрагируя, электроны отклоняются от первоначального направления, после чего центральная часть рассеянного веществом потока регистрируется в торце трубы фотопластинкой (после проявки на ней появляются концентрические окружности) или другим детектором, а электроны, отклонившиеся достаточно сильно, поглощаются стенками трубы и не регистрируются. Численный анализ дифракционной картины позволяет вычислить расстояния между атомами молекулы, а знание структуры молекулы позволяет соотнести вычисленные расстояния с теми или иными парами атомов.

С помощью газовой электронографии рассчитывают геометрию молекул, свободных от влияния соседних молекул (в веществе, находящемся в жидком или твёрдом агрегатных состояниях, такое взаимовлияние неизбежно). Сопоставление результатов электроннографического исследования паров вещества с результатами рентгенографического исследования кристаллов того же вещества демонстрирует влияние на молекулу кристаллического поля.


См. также[править | править вики-текст]