低能电子衍射（LEED）

C.J. Davisson 和 L.H. Germer：俩背锅的实验管理员，有一天真空坏了，里面的镍晶体氧化了，薄薄的氧化层看起来是彩色的，说明可以发生衍射！

衍射：长程有序结构

用电子束入射，测衍射图样。

\[ \lambda = \frac{h}{p} = \frac{h}{\sqrt{2 m E}} \approx \frac{12.5}{\sqrt{E}} \]

这里 \(\lambda\) 的单位为 Å，\(E\) 单位为 eV. 要和晶体发生衍射，波长为几个 Å，电子能量大致 \(< 100 \, \mathrm{eV}\).

衍射加强条件（垂直表面入射）：

\[ \begin{equation} \tag{1} \label{eq:LEED_cond} a \sin \theta = n \lambda \end{equation} \]

用波矢 \(k = \frac{\omega}{v} = \frac{2\pi}{\lambda}\) 表示，同乘以 \(k\) 得 \(a k \sin \theta\)

\[ a \]

自从 STM 出现之后，LEED 就没什么人用来测结构了，而是用于检查表面有序度，类似于 STM 的预检。

RHEED

晶体一边生长，一边检测

高能电子入射，电子屏不用加高压加速（而 LEED 需要）

X 光衍射（XRD）

光波波长

\[ \lambda = \frac{c}{\nu} = \frac{hc}{E} = \frac{1.25 \times 10^4}{E} \]

衍射加强条件：

\[ \begin{equation} \tag{2} \label{eq:XRD_cond} 2 d \cos \theta = n \lambda \end{equation} \]

劳厄法

入射方向固定，不同方向的晶面有着不同的 \(d\) 和 \(\theta\)，为了在（有限区域的）光屏上观察到衍射图样，需要使用连续谱的 X 光源。一个晶面方向对应一条衍射线

德拜法

多晶粉末，X 光必须是特征谱

对比标准数据库，得到样品组分

SCI 潮的时候（一篇奖励几w）有人靠测标准数据发家致富了，那时候还没有分区...

TEM

微区分析（XPS 是不可以的）

样品要薄

TEM 的⾼能电⼦束可以⽤来做电⼦源，再加装电⼦能量分析器就可以做 EELS。