Контраст в изображении аморфного вещества

Изображения аморфных сплавов в режиме высокого разрешения при использовании метода просвечивающей электронной микроскопии формируются при одновременном прохождении неотклоненного пучка и части одного из дифракционных колец. Наблюдающийся при этом полосчатый контраст иногда является аргументом для обоснования микрокристаллической модели строения аморфного сплава. Однако полосатый интерференционный контраст может возникнуть и как следствие аберрационных эффектов и не иметь отношения к реальной структуре аморфного вещества.

Существенное влияние на контраст оказывает толщина фольги, взаимное положение неотклоненного пучка и диффузных колец относительно оптической оси электронного микроскопа, степень дефокусировки объективной линзы и ряд инструментальных параметров.

Контраст на снимках структуры аморфных сплавов может иметь

• либо абсорбционную,

• либо дифракционную

природу.

Первый обусловлен различиями плотности или локальной толщины соседних участков тонкой фольги.,

Второй - различиями в условиях вульфбрегговской дифракции электронов в этих областях.

• Абсорбционный контраст четко проявляется на светлопольных снимках.

• Дифракционный - на темнополъных.

Последнее обусловлено тем, что дифракционный контраст целиком связан с диффузным кольцом, интенсивность которого значительно меньше интенсивности неотклоненного пучка.

При сопоставлении светлопольного и темнопольного изображений, полученных с одного и того же участка фольги, возможны три случая.

I. На светлопольном изображении контраст отсутствует, а на темнопольном - становится заметным. Это соответствует, аморфному сплаву, в котором отсутствует вариация плотности по толщине, но образуются области с близким к упорядоченному расположением атомов.

2. На светлопольном и темнопольном изображениях формируются контрасты, характеры которых существенно различны. Такой случай свидетельствует о наличии вариаций плотности и толщины в аморфном сплаве, а также о корреляции в расположении атомов.

3. На светлопольном и темнопольном изображениях формируются идентичные контрасты, являющиеся следствием вариации плотности или толщины. Как правило, на светлопольном изображении размер фрагментов контраста в аморфных сплавах несколько больше.

Если объект или его отдельные участки имеют кристаллическую структуру, то кроме диффузного рассеяния на контраст изображения будет влиять еще и дифракционное рассеяние. В общем случае углы дифракции превышают апертурный угол объектива, поэтому кристаллические участки в светлопольном изображении при прочих равных условиях кажутся более темными, чем аморфные.

Если объект состоит из различных по структуре или различно ориентированных кристаллических участков, то в зависимости от ориентации объекта по отношению к электронному пучку яркость изображения этих участков может сильно измениться. Такие изменения контраста связаны с тем, что определенные участки объекта попадают в отражающее положение, при этом дифрагированный луч задерживается апертурной диафрагмой и не участвует в формировании изображения.