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本论文用高分辨电子显微学方法研究高温超导材料,重点在将解卷图像处理技术应用于测定超导体完整晶体以及缺陷结构,并发展、完善和推广该技术。论文亦研究了测定晶格中掺杂原子位置和含量的方法问题。主要内容有:
借助最大熵像解卷与像模拟相结合的图像处理技术确定了超导体Nd1.85Ce0.15CuO4-δ的晶体结构。把多达八张的离焦系列像逐一转换为反映晶体结构的图像,并证实即使当一个或多个衍射束落在衬度函数曲线零点或零点附近,实验像上的信息被严重削弱时,该技术仍然能有效地把像恢复为结构像。进一步完善了最大熵解卷技术,并为该技术的有效性提供了强有力的证据。
研究了超导体Y0.6Na0.4Ba2Cu2.7Zn0.3O7-δ的微结构及掺杂原子Na的位置和含量。提出实验像和模拟像匹配与二者原子间强度比曲线分析相结合的方法,用于掺杂原子定位及半定量研究。用该方法测定了掺杂原子Na取代Y位,取代量约为40%。
探讨了基于200kV非场发射高分辨像,借助解卷技术在原子尺度上确定孪晶结构的可行性。利用该技术确定了超导体Y0.6Na0.4Ba2Cu2.7Zn0.3O7-δ(δ=0.28)中的孪晶结构为以阳离子为界和以氧为界两种结构的混合类型。
对超导体Li1-xNbO2实验高分辨像的不同厚度区域分别进行解卷处理,解卷像上重原子Nb和轻原子O的像衬变化清晰可见。赝弱相位物体近似理论所揭示的不同重量原子的像衬变化规律在实验上得到验证。