[毕业论文] 钛酸钡铁电性尺寸效应高分辨研究及其电子衍射通道效应 [复制链接]

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毕业论文-钛酸钡铁电性尺寸效应高分辨研究及其电子衍射通道效应，共76页，23048字

中文摘要

球差校正电镜的分辨率可以达到 0.8 埃，并且可以成氧原子像。这是利用高

分辨成像研究位移型铁电体极化的基础。钛酸钡就是一种典型的位移型铁电体。

利用球差校正电镜研究了钛酸钡的极化，猜测极化大小主要受样品厚度的影

响。进一步利用电子衍射通道效应，确定样品各处厚度和离焦量，为高分辨研究

其它材料的尺寸效应提供了基础，为高分辨模拟提供了一定的依据。

关键词：球差校正电镜；位移极化；钛酸钡；尺寸效应；样品厚度；电子衍

射通道效应；离焦量；高分辨模拟

ABSTRACT

The information limit of the Cs-corrected TEM is lower than 0.8 angstrom, and

the oxygen atoms can be imaged. This makes it possible to research the polarization in

a ferroelectric substance by HRTEM. Barium titanate is a typical ferroelectric

substance.

Cs-corrected TEM is used to research the polarization in barium titanate. It is

guessed that the polarization is mainly influenced by the thickness of the sample.

Furthermore, thickness and defocus are confirmed by electron diffraction channelling.

This makes it possible to research the size effect of other materials by HRTEM, and it

also becomes the basis of HRTEM simulation.

Keywords：Cs-corrected TEM; displacement polarization; barium titanate; size

effect; thickness; electron diffraction channelling; defocus; HRTEM simulation

目录

第 1 章 引 言 ..1

1.1 球差校正电镜 ...1

1.2 纳米晶钛酸钡陶瓷 ....4

1.3 电子衍射通道效应（ Electron Diffraction Channelling） .6

1.4 本课题的提出和意义 .7

第 2 章 球差校正电镜最佳成像条件的获得 8

2.1 负球差结合过焦 ........8

2.2 最佳成像条件的计算 .8

第 3 章 透射电镜样品制备的一些经验 ......11

第 4 章 500nm 大粒径钛酸钡极化的高分辨研究 ......13

4.1 钛酸钡四方相的晶体结构 13

4.2 高分辨拍摄带轴的选择 ....14

4.3 高分辨像中氧原子偏移量的计算方法 ........17

4.4 Mac TempasX 模拟高分辨像及其偏移量的测算 ...19

4.5 实验与位移分析 ......22

4.5.1 经出射波重构 .....22

4.5.2 未经出射波重构 .26

4.6 数据误差、分散度分析和讨论 ..30

4.6.1 照片分辨率的影响 .......30

4.6.2 出射波重构的影响 .......31

4.6.3 计算方法的影响 .32

4.6.4 样品的影响（样品质量、尺寸效应、表面效应） ...32

4.7 本章小结 ........34

第 5 章 利用电子衍射通道效应确定样品厚度和离焦量 .......35

5.1 高分辨模拟中的参量 ........35

5.2 两点假设 ........35

5.2.1 同一离焦量假设 .35

5.2.2 厚度连续变化区均匀变化假设（即厚度变化步长相等假设） ..35

5.3 厚度的确定：利用原子柱强度变化周期 .....35

5.3.1 模拟 defocus 的影响 ....35

5.3.2 模拟 Cs 的影响 ...38

5.3.3 模拟氧原子偏移的影响 ........39

5.3.4 实验像各原子柱强度测定及厚度确定 ....40

5.4 defocus 的确定：利用原子柱强度值 ...42

5.4.1 如何利用强度值？ .......42

5.4.2 模拟不同 defocus 下 (I Ti-I O)/(I BaO-I O)随厚度的变化 ..42

5.4.3 已经确定厚度的实验像的 defocus 的确定 .......48

5.4.4 模拟并与实验比对 .......50

5.4.5 模拟 Cs 的影响 ...51

5.5 电子衍射通道效应的意义 54

5.5.1 对于研究尺寸效应的意义 .....54

5.5.2 对于高分辨模拟的意义 ........55

5.6 本章小结 ........55

第 6 章 结论 ..56

插图索引 58

参考文献 63

致 谢 ......65

声 明 ......66

附录 A 外文资料的书面翻译 .....67

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