[科普中国]-背向散射电子绕射技术

背向散射电子衍射技术 （Electron Back Scatter Diffraction, EBSD）是一种利用衍射电子束来鉴别样品结晶学方位的技术。挂载在扫描式电子显微镜（Scanning Electron Microscopy, SEM）中，倾斜角度约70度，加速后的电子束射入样品中，产生反弹的背向散射电子，经过表面晶体结构衍射，携带着样品表面的晶粒方位的资讯，进入探测器中，借此判断其每一颗晶粒的方向性。在知道每一颗晶粒的方位后，因此可用在判断晶界（Grain boundary）、相鉴别（Phase identification）、晶粒方向（Orientation）、织构（Texture）及应变（Strain）的分析方法。

简介背向散射电子衍射技术（Electron Back Scatter Diffraction, EBSD）是一种利用衍射电子束来鉴别样品结晶学方位的技术。挂载在扫描式电子显微镜（Scanning Electron Microscopy, SEM）中，倾斜角度约70度，加速后的电子束射入样品中，产生反弹的背向散射电子，经过表面晶体结构衍射，携带着样品表面的晶粒方位的资讯，进入探测器中，借此判断其每一颗晶粒的方向性。在知道每一颗晶粒的方位后，因此可用在判断晶界（Grain boundary）、相鉴别（Phase identification）、晶粒方向（Orientation）、织构（Texture）及应变（Strain）的分析方法。1

晶体学晶体学，又称结晶学，是一门以确定固体中原子（或离子）排列方式为目的的实验科学。“晶体学”（crystallography）一词原先仅指对各种晶体性质的研究，但随着人们对物质在微观尺度上认识的加深，其词义已大大扩充。

在X射线衍射晶体学提出之前（介绍见下文），人们对晶体的研究主要集中于晶体的点阵几何上，包括测量各晶面相对于理论参考坐标系（晶体坐标轴）的夹角，以及建立晶体点阵的对称关系等等。夹角的测量用测角仪完成。每个晶面在三维空间中的位置用它们在一个立体球面坐标“网”上的投影点（一般称为投影“极”）表示。坐标网的又根据不同取法分为Wolff网和Lambert网。将一个晶体的各个晶面对应的极点在坐标网上画出，并标出晶面相应的密勒指数，最终便可确定晶体的对称性关系。

现代晶体学研究主要通过分析晶体对各种电磁波束或粒子束的衍射图像来进行。辐射源除了最常用的X射线外，还包括电子束和中子束（根据德布罗意理论，这些基本粒子都具有波动性，参见条目波粒二象性），可以表现出和光波类似的性质）。晶体学家直接用辐射源的名字命名各种标定方法，如X射线衍射（常用英文缩写XRD），中子衍射和电子衍射。

以上三种辐射源与晶体学试样的作用方式有很大区别：X射线主要被原子（或离子）的最外层价电子所散射；电子由于带负电，会与包括原子核和核外电子在内的整个空间电荷分布场发生相互作用；中子不带电且质量较大，主要在与原子核发生碰撞时（碰撞的概率非常低）受到来自原子核的作用力；与此同时，由于中子自身的自旋磁矩不为零，它还会与原子（或离子）磁场相互作用。这三种不同的作用方式适应晶体学中不同方面的研究。1

扫描电子显微镜扫描电子显微镜（英语：Scanning Electron Microscope，缩写为SEM），简称扫描电镜，是一种电子显微镜，其通过用聚焦电子束扫描样品的表面来产生样品表面的图像。

电子与样品中的原子相互作用，产生包含关于样品的表面测绘学形貌和组成的信息的各种信号。电子束通常以光栅扫描图案扫描，并且光束的位置与检测到的信号组合以产生图像。扫描电子显微镜可以实现分辨率优于1纳米。样品可以在高真空，低真空，湿条件（用环境扫描电子显微镜）以及宽范围的低温或高温下观察到。

最常见的扫描电子显微镜模式是检测由电子束激发的原子发射的二次电子（secondary electron）。可以检测的二次电子的数量，取决于样品测绘学形貌，以及取决于其他因素。通过扫描样品并使用特殊检测器收集被发射的二次电子，创建了显示表面的形貌的图像。它还可能产生样品表面的高分辨率图像，且图像呈三维，鉴定样品的表面结构。2

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所