Аннотация

Труды, вып. 352

В монографии излагаются теоретические основы дифракции электронов и электронной микроскопии высокого разрешения (ЭМВР), обсуждаются возможности и ограничения этих методов при использовании современных электронных микроскопов. Во второй части работы обобщен опыт структурных исследований минералов методами микродифракции электронов и ЭМВР. Книга предназначена для специалистов в области электронной микроскопии минералов, а также для широкого круга кристаллохимиков и минералогов, интересующихся структурными исследованиями минералов.

Табл. 6. Илл. 88 + XXI табл. Библ. 191 назв.

*

Academy of Sciences of the USSR
Order of Red Banner of Ladour Geological Institute
V.A. Drits
STRUCTURAL STUDY OF MINERALS BY SELECTED AREA ELECTRON DIFFRACTION AND HIGH RESOLUTION ELECTRON MICROSCOPY
Transactions, vol. 352

**

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3

Глава первая
ОСНОВНЫЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ И ОБРАТНОЙ РЕШЕТОК 6

Кристаллическая структура и кристаллическая решетка 6
Линейные преобразования векторов решетки 10
Уравнение Вульфа-Бреггов, обратная решетка, взаимосвязи между индексами прямых и
плоскостей в прямой и обратной решетках 11
Обратная решетка, сфера отражения и геометрическая интерпретация дифракционных
картин 18

Глава вторая
ТЕОРИЯ РАССЕЯНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ КРИСТАЛЛИЧЕСКИМИ ВЕЩЕСТВАМИ В КИНЕМАТИЧЕСКОМ ПРИБЛИЖЕНИИ. ИНТЕНСИВНОСТЬ ДИФРАКЦИОННЫХ ОТРАЖЕНИЙ 20

Корпускулярно-волновые свойства электронов 20
Кинематическая теория рассеяния волн кристаллами 20
Поведение электрона в среде, уравнение Шредингера, его решение в кинематическом приближении 29
Амплитуда атомного рассеяния, или/-кривые 34
Структурная амплитуда и структурный фактор 36
Интенсивности рефлексов точечных электронограмм в кинематическом приближении 39

Глава третья
ГЕОМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ТОЧЕЧНЫХ ЭЛЕКТРОНОГРАММ 44

Ход лучей в электронном микроскопе в режиме микродифракции и изображения объекта. Калибровка прибора 44
Методы расшифровки точечных электронограмм - их индицирование и определение элементарной ячейки 45
Моделирование дифракционных картин для объектов с известной элементарной ячейкой и пространственной симметрией 47
Расшифровка и моделирование электронограмм в общем случае триклииных кристаллов с заданной координатной плоскостью 48
Определение ячейки Браве и пространственной группы, роль эффектов вторичной дифракции 53

Глава четвертая
МЕТОДЫ СТРУКТУРНОГО АНАЛИЗА 55

Ряды и интегралы Фурье, их роль в теории дифракции 55
Разложение электростатического потенциала в ряд Фурье, использование рядов Фурье в структурном анализе
Пространство межатомных векторов, межатомная функция Патерсона, ее свойства и применение в структурном анализе
Уточнение координат атомов методом наименьших квадратов

Глава пятая
ДИНАМИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ДИФРАКЦИИ ЭЛЕКТРОНОВ (двухволновое приближение). 69

Квантово-механическое решение задачи 69
Интегральная интенсивность дифракционных максимумов в рамках динамической двухволновой теории 80
Критерии, определяющие область применимости кинематической теории 82

Глава шестая
МНОГОВОЛНОВАЯ ДИНАМИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ РАССЕЯНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ 84

Решение задачи на основе представлений физической оптики 84
Численные методы расчета дифракционных картин с учетом многолучевых динамических взаимодействий 94

Глава седьмая
ДИФРАКЦИЯ ЭЛЕКТРОНОВ И ЭЛЕКТРОННАЯ МИКРОСКОПИЯ ВЫСОКОГО РАЗРЕШЕНИЯ 98

Роль дифракционных явлений в процессе формирования высокоразрешающих электронномикроскопических изображений 98
Дифракция Фраунгофера - промежуточное звено при переносе информации от объекта к его изображению
Факторы, определяющие контраст электронномикроскопических изображений 102
Контраст на электронномикроскопических изображениях тонких кристаллов
Экспериментальные исследования кристаллических веществ методами высокоразрешающей электронной микроскопии 126
Высокоразрешающая электронная микроскопия и реальная структура твердых тел 128
Моделирование высокоразрешающих электронномикроскопических изображений для заданных структурных моделей

Глава восьмая
МИКРОДИФРАКЦИОННОЕ ИЗУЧЕНИЕ ГИБРИДНЫХ МИНЕРАЛОВ 132

Минералы с гибридными структурами 132
Методы структурного исследования гибридных минералов 133
Структурное исследование точилинита 134
Структурный анализ-минеральных разновидностей, родственных точилиниту 142
Структурное изучение вадлериита 147
Трехкомпонентный гибридный минерал, содержащий сульфидные, бруситовые и силикатные слои 149
Формы проявления структурной неоднородности в гибридных минералах 150

Глава девятая
МИКРОДИФРАКЦИОННОЕ И ЭЛЕКТРОННОМИКРОСКОПИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ ЭФФЕКТОВ ПОРЯДКА-БЕСПОРЯДКА И СТРУКТУРНОЙ НЕОДНОРОДНОСТИ В СЛОИСТЫХ МИНЕРАЛАХ 154

О возможностях метода микродифракции электронов при изучении смешанослойных минералов 154
Комплексное использование микродифракции и электронной микроскопии высокого разрешения для структурных исследований минералов со слоистыми структурами 158
Порядок-беспорядок в распределении изоморфных катионов в структурах слоистых силикатов и его проявление в дифракционных картинах 162
Новая разновидность слюды NaMg3(Si3,5Mg0i5)O10(OH)2 со сверхъячейкой силикатных слоев и талькоподобным способом их наложения 164
Дифракционные эффекты от слоистых структур с частично упорядоченным распределением атомов 168

Глава десятая
МИНЕРАЛЫ С ЛЕНТОЧНО-СЛОИСТЫМИ СТРУКТУРАМИ - СЕПИОЛИТЫ И ПАЛЫГОРСКИТЫ 182

Идеальные структурные модели сепиолитов и палыгорскитов 182
Исследование сепиолитов и палыгорскитов дифракционными методами 185
Уточнение структурных и морфологических характеристик сепиолита методами микродифракции и электронной микроскопии 189

Глава одиннадцатая
ЛЕНТОЧНО-ЦЕПОЧЕЧНЫЕ СИЛИКАТЫ. НОВЫЕ СТРУКТУРНЫЕ ТИПЫ - МНОГОРЯДНЫЕ И СМЕШАНОРЯДНЫЕ МИНЕРАЛЫ, ИХ РОЛЬ В СТРУКТУРНЫХ ПРЕВРАЩЕНИЯХ СИЛИКАТОВ 193

Некоторые новые проблемы, возникшие при структурном исследовании ленточно-цепочечных силикатов 193
Идеализированные структурные схемы пироксенов и амфиболов 194
Новая разновидность амфиболов - фторкупфферит Mg7[Si8022)F2. 200
Кристаллические структуры силикатов с трехрядными кремнекислородными лентами. 202
Новые минералы с упорядоченными смешанорядными структурами 205
Некоторые методические аспекты интерпретации точечных электронограмм ленточноцепочечных силикатов 209
Прямое электронномикроскопическое наблюдение структурного мотива ленточно-цепочечных асбестовых минералов 220
Закономерности распределения контраста на изображениях кристаллов ленточно-цепочечных силикатов, содержащих дефекты Водсли 222
Неупорядоченные смешанорядные структуры и их роль в структурных преобразованиях 225
Локальные вариации контраста, отображающие кристаллохимические особенности реального строения микрокристаллов ленточно-цепочечных силикатов 226
Изучение механизма взаимных структурных преобразований слоистых, ленточно-слоистых и ленточно-цепочечных силикатов. Роль смешанорядных структур 227

ЛИТЕРАТУРА 232

***

CONTENTS

INTRODUCTION 3

Chapter first
THE MAIN GEOMETRICAL PROPERTIES OF CRYSTAL AND RECIPROCAL LATTICES 6

Chapter second
THEORY OF SCATTERING OF ELECTRONS BY CRYSTALS IN KINEMATICAL-APPROXIMATION. INTENSITY OF DIFFRACTED REFLECTIONS 20

Chapter third
GEOMETRICAL ANALYSIS OF POINT ELECTRON DIFFRACTION PATTERN 44

Chapter fourth
METHODS OF STRUCTURAL ANALYSIS 55

Chapter fifth
DYNAMICAL THEORY OF ELECTRON SCATTERING (twobeam approximation) 69

Chapter sixth
N-BEAM DYNAMICAL THEORY OF ELECTRON SCATTERING 84

Chapter seventh
ELECTRON DIFFRACTION AND HIGH RESOLUTION ELECTRON MICROSCOPY .... 98

Chapter eighth
SELECTED AREA ELECTRON DIFFRACTION STUDY ON HYBRID MINERALS 132

Chapter ninth
SELECTED AREA ELECTRON DIFFRACTION AND ELECTRON-MICROSCOPY STUDY OF THE ORDER-DISODER EFFECTS AND STRUCTURAL HETEROGENOUSNESS IN LAYER MINERALS 154

Chapter tenth
MINERALS WITH RIBBON-LAYER STRUCTURES - SEPIOLITES AND PALYGORSKITES 182

Chapter eleven
RIBBON-CHAIN SILICATES. NEW STRUCTURAL TYPES - MULTI-CHAIN AND MIXED-CHAIN MINERALS, THEIR PART IN STRUCTURAL TRANSFORMATION OF SILICATES 193