Nhiễu xạ điện tử
Nhiễu xạ điện tử là hiện tượng sóng điện tử nhiễu xạ trên các mạng tinh thể
chất rắn, thường được dùng để nghiên cứu cấu trúc chất rắn bằng cách dùng
một chùm điện tử có động năng cao chiếu qua mạng tinh thể chất rắn, từ đó
phân tích các vân giao thoa để xác định cấu trúc vật rắn.
Tinh thể chất rắn có tính chất tuần hoàn, vì thế nó đóng vai trò như các cách
tử nhiễu xạ. Nếu như các mặt tinh thể có khoảng cách liên tiếp là d thì góc
nhiễu xạ sẽ cho cực đại nhiễu xạ tuân theo công thức Bragg:
2dsinθ = nλ
với λ là bước sóng, θ là góc nhiễu xạ, n là số nguyên (n = 0, 1, 2...) cũng là
bậc giao thoa. Hiện tượng này được ứng dụng dựa trên lưỡng tính sóng hạt
của vật chất. Khi một chùm điện tử có xung lượng p, sẽ tương ứng với một
sóng có bước sóng cho bởi công thức theo lý thuyết de Broglie:
với h là hằng số Planck.
Dựa vào quan hệ giữa động năng E của điện tử và thế gia tốc V, ta có thể xác
định bước sóng λ quan hệ với thế tăng tốc theo công thức (chưa tính đến hiệu
ứng tương đối tính):
với thế tăng tốc V cỡ 200 kV trở lên, hiệu ứng tương đối tính trở thành đáng
kể, và bước sóng cho bởi công thức tổng quát:
Về mặt bản chất, nhiễu xạ điện tử cũng gần tương tự như nhiễu xạ tia X hay
nhiễu xạ neutron. Có điều, nhiễu xạ điện tử thường được dùng trong các kính
hiển vi điện tử như kính hiển vi điện tử truyền qua TEM, kính hiển vi điện tử
quét SEM (sử dụng nhiễu xạ điện tử tán xạ ngược - back scattering electron
diffraction)...
Lịch sử
Phổ nhiễu xạ điện tử lựa chọn vùng trên mẫu tinh thể nano FeSiBNbCu
Nhiễu xạ điện tử bắt đầu từ năm 1926 với lý thuyết sóng của Louis de
Broglie, và ba năm sau đó hai thí nghiệm độc lập về nhiễu xạ điện tử được