在材料表征中，TEM 选区电子衍射（SAED）的图案差异是关键知识点，其本质由晶体结构与衍射规律共同决定，核心要点如下：
✅衍射基础原理
遵循布拉格定律（2dsinθ=λ），其中 d 为晶面间距、θ 为布拉格角、λ 为电子波长。晶体原子的周期性排列形成平行等间距原子面，电子束穿透时，仅满足该定律的晶面会产生相干加强的衍射电子，最终被探测器捕捉形成特征图案。
✅单晶衍射：离散斑点的成因
结构特征：由连续统一的晶体点阵构成，原子按同一周期、方向排列，同一晶面族的法线方向完全一致。
衍射特点：满足条件的每组晶面，衍射电子沿特定单一方向传播。
图案呈现：不同晶面族的衍射信号汇聚为离散斑点阵列，斑点排列与晶格对称性严格对应。例如面心立方结构的 Cu，{111}、{200} 等晶面族产生特征斑点，{100}、{110} 晶面族因结构因子消光无信号。
✅多晶衍射：同心圆环的成因
结构特征：由无数随机取向的小晶粒（单晶单元）组成，同一晶面族的法线方向覆盖所有可能角度。
衍射特点：部分晶粒的晶面满足布拉格条件，衍射电子沿所有对称方向发射。
图案呈现：形成以透射斑为中心的同心圆环，内层对应 d 值大的晶面（θ 小），外层对应 d 值小的晶面（θ 大），如纳米 TiO₂多晶的连续同心圆环。
✅晶体织构的影响
多晶样品若存在晶粒择优取向（非完全随机），衍射圆环会断裂为弧状，形成斑点与完整圆环的过渡形态。这验证了图案由晶粒取向分散度决定：完全统一取向→离散斑点，部分择优取向→弧状信号，完全随机取向→连续圆环。
✅常见误解澄清
误解 1：斑点是原子、圆环是晶面→正确：二者均为衍射电子的汇聚信号，单个斑点对应单晶中一组特定取向晶面，单个圆环对应多晶中一组晶面族的所有衍射方向。
误解 2：仅金属有该现象→正确：适用于所有长程有序晶体材料（金属、陶瓷、半导体、无机化合物、部分生物晶体等）；非晶材料（玻璃、树脂）因原子排列无序，仅出现宽化 “馒头峰” 或无明显衍射特征。
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✅衍射基础原理
遵循布拉格定律（2dsinθ=λ），其中 d 为晶面间距、θ 为布拉格角、λ 为电子波长。晶体原子的周期性排列形成平行等间距原子面，电子束穿透时，仅满足该定律的晶面会产生相干加强的衍射电子，最终被探测器捕捉形成特征图案。
✅单晶衍射：离散斑点的成因
结构特征：由连续统一的晶体点阵构成，原子按同一周期、方向排列，同一晶面族的法线方向完全一致。
衍射特点：满足条件的每组晶面，衍射电子沿特定单一方向传播。
图案呈现：不同晶面族的衍射信号汇聚为离散斑点阵列，斑点排列与晶格对称性严格对应。例如面心立方结构的 Cu，{111}、{200} 等晶面族产生特征斑点，{100}、{110} 晶面族因结构因子消光无信号。
✅多晶衍射：同心圆环的成因
结构特征：由无数随机取向的小晶粒（单晶单元）组成，同一晶面族的法线方向覆盖所有可能角度。
衍射特点：部分晶粒的晶面满足布拉格条件，衍射电子沿所有对称方向发射。
图案呈现：形成以透射斑为中心的同心圆环，内层对应 d 值大的晶面（θ 小），外层对应 d 值小的晶面（θ 大），如纳米 TiO₂多晶的连续同心圆环。
✅晶体织构的影响
多晶样品若存在晶粒择优取向（非完全随机），衍射圆环会断裂为弧状，形成斑点与完整圆环的过渡形态。这验证了图案由晶粒取向分散度决定：完全统一取向→离散斑点，部分择优取向→弧状信号，完全随机取向→连续圆环。
✅常见误解澄清
误解 1：斑点是原子、圆环是晶面→正确：二者均为衍射电子的汇聚信号，单个斑点对应单晶中一组特定取向晶面，单个圆环对应多晶中一组晶面族的所有衍射方向。
误解 2：仅金属有该现象→正确：适用于所有长程有序晶体材料（金属、陶瓷、半导体、无机化合物、部分生物晶体等）；非晶材料（玻璃、树脂）因原子排列无序，仅出现宽化 “馒头峰” 或无明显衍射特征。
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