【摘要】 在过去的十年中，通过焦点序列重建可以充分利用大约1 Å 的信息极限，并且对 Si3N4六元环之间的孤立N原子列进行了成像。

氮化硅(Si3N4)陶瓷因其独特的高温机械和物理性能，多年来一直受到广泛的研究。研究人员致力于了解掺杂物(即稀土)和氮化硅颗粒之间的局部组成、界面结构和局部粘合行为，并对〈0001〉投影的六元环进行成像。STEM 和相关的 EELS 分析技术已经报道了一些有趣的结果[1]。然而，通过 STEM（球差校正透射电子显微镜） 成像，氮原子柱在 Si3N4〈0001〉投影的六元环中不能得到很好的分辨。

 

在过去的十年中，通过焦点序列重建[2]可以充分利用大约1 Å 的信息极限，并且对 Si3N4六元环之间的孤立N原子列进行了成像。然而，重建图像中的 Si-N 哑铃难以辨认。HRTEM的突破是随着双六极像差校正器的出现而实现的。理论上提出的可变球面像差成像已经成为现实。球面像差系数和离焦的最佳选择取决于试样的厚度。应用负 CS 成像条件，Si3N4六元环中的氮和硅原子可以在大多数薄试样区域的白色原子对比度中成像。值得注意的是，要在〈0.01〉方向上清晰地显示出 Si-N 哑铃间距为0.094 nm 的三角点阵，仍然不是一件容易的事，因为这个距离接近现有 CS 校正显微镜的信息极限。

 

我们提出了一个更广泛的高分辨透射电镜研究沿〈0001〉方向的六元环在 Si3n4中使用中压(300kV)透射电镜配备成像球面像差校正器的成像条件。通过综合图像计算和分析，揭示了 β-Si3N4的结构和对比特征。

 

  • B. Winkelman, C. Dwyer, T.S. Hudson, D. Nguyen-Manh, M. Döblinger, R.L. Satet, M.J. Hoffmann, D.J.H. CockaynePhilos. Mag. Lett., 84 (2004), p. 755
  • Kisielowski, C.J.D. Hetherington, Y.C. Wang, R. Kilaas, M.A. O’Keefe, A.  Thust Ultramicroscopy, 89 (2001), p. 243

 

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