高速電子束作用於晶體或氣體中的原子所產生的衍射現象。電子衍射可用來測定晶體或氣體分子的結構。原子對電子束的散射是由帶正電荷的核電勢和核外電子的負電位聯合組成的原子靜電位所引起的。

  同一種原子對電子束的散射能力(用fe表示)約是其對X射線散射能力fX103倍,而散射強度則約是它的106倍。因此,X射線要用1毫米左右的晶體,電子衍射隻要用10-4~10-5毫米的晶體即可,而且由於電子束的穿透能力很弱,作透射式衍射的隻能是厚數百埃的薄片晶體。

  原子對電子的散射能力fe隨衍射角的增加而迅速下降,其下降速率大於原子對X射線的散射fX。因此,電子衍射的衍射點主要集中在低角度區,可收集到的衍射點也較少。對於電子衍射,feZ卭成正比,散射強度則與Z4/3成正比(Z為核電荷)。換言之,在電子衍射中,重原子和輕原子對衍射強度貢獻上的差別不像 X射線那樣懸殊,因此,采用電子衍射法比用X射線衍射法較容易測定出輕原子所在的位置。

  由於電子束的穿透能力弱,很容易被空氣吸收,電子衍射不能在空氣中進行,而必須將發射電子束的電子槍、晶體樣品和感光膠片等置於高真空容器中。在電子槍的陰極和陽極之間加上高電壓,將從陰極發出的電子流加速成高速電子流。在電子槍和試樣之間有環透鏡,其作用是將電子束聚焦到熒光屏或照相底片上(見圖)。

  反射式的電子衍射可用於研究幾百埃厚度的晶體表面層結構。利用能量較低的電子束進行電子衍射來研究晶體表面結構的技術,稱為低能電子衍射。

  

參考書目

 B.K.Vainshtein,Structure Analysis by ElectronDiffraction,Pergamon,Oxford,1964.