位錯在光學顯微鏡下怎麼觀察?

時間 2021-06-05 10:26:29

1樓:北海沒有熊

首先你要理解什麼是「看到」。這裡且不說電子顯微鏡,只說光學。光學顯微鏡能「看到」是由於表面凸凹不平導致光反射角度不同,因此凸凹度是必要條件。

例如金相,必須經過侵蝕,使目標組織(如晶界,相界)的邊界產生區域性腐蝕才能看到。侵蝕條件決定顯示什麼影象

位錯是晶體中原子錯排形成的。理論上只能到原子尺度能看到位錯真身。但是位錯會產生應力場,因此在特定侵蝕條件下,由於區域性應力集中,位錯在表面的露頭造成區域性侵蝕成坑,從而你可以在光學顯微鏡看到位錯的分布。

如下圖所示,圖中藍線是位錯。

摘自https://www.tf.uni-kiel.de/matwis/amat/iss/kap_7/illustr/s7_1_2.html

經常看到一般是凹坑(etching pit),很少見到凸起的時候,個人認為凸起是因為侵蝕液特殊,表面化學反應產生了類似鍍膜的行為。如果糾結是不是坑推薦上SEM看看,用SE訊號可以看到較好的形貌,實在太淺難以分辨可以傾轉樣品臺。

掃瞄電鏡下的位錯蝕坑,標尺為3um(I. Aaltio, 「Role of twin boundary mobility in performance of the NiMnGa single crystals,」 Doctorial Dissertation, 2011. )

坑的形狀由位錯種類(b,l的取向)和位錯所在晶粒的取向有關。但是表面的坑不能給你位錯的形貌特徵資訊。

需要注意,並不是所有位錯都會在表面露頭,位錯露頭只給你數量資訊,不能給你密度資訊(位錯總長度/體積)。對於半導體工業表面侵蝕顯示位錯(精確地說是缺陷)很重要,因為低密度小缺陷是很難用透射電鏡觀察的。另外普通透射電鏡看到的位錯也是應力場,到原子級別才能給你教科書上看到的位錯模型。

侵蝕金屬是門藝術,黑魔法,很多東西無法解釋,比如說有些時候陳年的侵蝕液比新鮮的要好用(來,幹了這杯85年得硝酸酒精~~喝完這杯還有三杯!)。裡面大多數都是經驗,解釋影象需謹慎。

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