材科基说明材料组织的明场像和暗场像有何区别，并从成像原理角度说明

明场像与暗场像都有什么区别呢

一个是透射束成像，一个是衍射束成像

透射电镜图像分为试样的显微像和衍射花样，这两种像分别为不同电子成像，前者是透射电子成像，后者为散射电子成像。

透射电镜中，不仅可以选择特定的像区进行电子衍射（选区电子衍射），还可以选择成像电子束。（选择衍射成像）

明场像（BF）：选用直射电子形成的像（透射束），像清晰。

暗场像（DF）：选用散射电子形成的像（衍射束），像有畸变、分辨率低。

成像电子的选择是通过在物镜的背焦面上插入物镜光阑来实现的。

中心暗场像（CDF）：入射电子束对试样倾斜照明，得到的暗场像。像不畸变、分辨率高。

暗场成像条件下，成像电子束偏离透射电镜的光轴，造成较大的像差，成像质量差，为获得高质量暗场像，采取中心暗场成像。即入射电子束反向倾斜一个相应的散射角度，使散射电子沿光轴传播。

所谓明场，暗场成像只是对低倍观察时说的。

一般来说，观察形貌我们都比较喜欢用明场像，因为成像衬度好（尤其是加了合适的光阑），形变小。其主要表现为厚度衬度，对厚度敏感。

而观察缺陷如位错，孪晶的时候喜欢用暗场像，因为暗场像是来自于选定的某个衍射束，对应于晶体特定的晶面。在缺陷地方，电子衍射的方向和完整的地方不一样，从而使得缺陷地方能够在暗场像上清楚的显示出来。而明场像因为是多个衍射束的成像，对缺陷不敏感，虽然有时候也能反应出缺陷，但是及其模糊。其主要表现为衍射衬度。也就是对衍射面敏感。

比如说一个孪晶材料，对于明场，孪晶界面很淡，但是选择合适的衍射点做暗场像可以很清楚的看见孪晶界面。而且选择其中一个晶体特有的衍射点，做暗场可以发现只有这一个晶体出现在图像上，而另外一个晶体看不见。

对于暗场一个重要的用途是观察层错，比如说立方晶系里面的111方向的层错用明场像无法看出来。因为有缺陷和无缺陷的地方厚度一样。但是暗场像在特定的方向观察时，可以观察到三角形或者蝴蝶状甚至金字塔装的衬度明暗条纹。这个时候用到的一个TEM技术叫做双束。

明暗场成像是透射电镜最基本也是最常用的技术方法，其操作比较容易，这里仅对暗场像操作及其要点简单介绍如下：

(1) 在明场像下寻找感兴趣的视场。

(2) 插入选区光栏围住所选择的视场。

(3) 按“衍射”按钮转入衍射操作方式，取出物镜光栏，此时荧光屏上将显示选区域内晶体产生的衍射花样。为获得较强的衍射束，可适当的倾转样品调整其取向。

(4) 倾斜入射电子束方向，使用于成像的衍射束与电镜光铀平行，此时该衍射斑点应位于荧光屏中心。

(5) 插入物镜光栏套住荧光屏中心的衍射斑点，转入成像操作方式，取出选区光栏。此时，荧光屏上显示的图像即为该衍射束形成的暗场像。(衍射使用选区光阑,成像使用物镜光阑)

通过倾斜入射束方向，把成像的衍射束调整至光轴方向，这样可以减小球差，获得高质量的图像。用这种方式形成的暗场像称为中心暗场像。在倾斜入射束时，应将透射斑移至原强衍射斑(hkl)位置，而(hkl)弱衍射斑相应地移至荧光屏中心，而变成强衍射斑点，这一点应该在操作时引起注意。

利用暗场像观测析出相的尺寸、空间形态及其在基体中的分布，是衍衬分析工作中一种常用的实验技术。

利用层错明暗场像外侧条纹的衬度，可以判定层错的性质。

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