Kikuchi line nebo Kikuchi line [1] (v zastoupení japonského fyzika Seishi Kikuchi ) je dvojice pásů vzniklých při elektronové difrakci z jednoho krystalu. Tento jev lze pozorovat při difrakci odražených elektronů v SEM a v transmisním elektronovém mikroskopu na oblasti vzorku dostatečně silné pro mnohonásobný rozptyl [2] . Pásy slouží jako "cesty v orientačním prostoru" pro mikroskopy, kteří si nejsou jisti tím, co pozorují. Na rozdíl od difrakčních odrazů, které slábnou a znovu se objevují, když se krystal otáčí, Kikuchi čáry označují orientační prostor přes dobře definované průsečíky (nazývané zóny nebo póly) a také cesty spojující průsečíky.
Experimentální a teoretické mapy geometrie Kikuchiho pásů, stejně jako jejich přímé prostorové protějšky, jako jsou obrysy ohybů, vzory elektronových kanálů a mapy viditelnosti okrajů, jsou stále užitečnější v mikroskopii krystalických a nanokrystalických materiálů. [3] Protože každá Kikuchiho čára je spojena s Braggovou difrakcí na jedné straně jedné sady mřížkových rovin, lze těmto čarám přiřadit stejné Millerovy nebo reciproké mřížkové indexy, které se používají k označení konvenčních difrakčních odrazů. Průsečíky Kikuchiho pásů, jinými slovy zóny, jsou označeny přímými mřížkovými indexy, tedy indexy, které jsou reprezentovány vynásobením základních vektorů a, b a c.
Kikuchiho čáry se tvoří z difrakčních obrazců rozptýlených elektronů, například v důsledku tepelných vibrací atomů. [4] Hlavní rysy jejich geometrie lze odvodit z jednoduchého pružného mechanismu navrženého v roce 1928 Seishi Kikuchi, [5] ačkoli dynamickou teorii nepružného rozptylu je třeba kvantitativně pochopit. [6]
V případě rozptylu rentgenového záření se tyto čáry nazývají Kosselovy čáry . [7]
Obrázek vlevo ukazuje Kikuchiho čáry odpovídající [100] zóně křemíku s přibližnou odchylkou paprsku 7,9° od ní podél Kikuchiho (004) pásma.
Dynamický rozsah obrazu je tak velký, že není exponována pouze část filmu. Je snazší sledovat Kikuchiho linie na fluorescenční obrazovce, když si oči zvykly na tmu, než sledovat statické tisky na papíře nebo filmu, ačkoli lidské oko i fotografický film mají přibližně logaritmickou odezvu na intenzitu světla.
Kikuchiho čáry slouží ke zvýraznění okraje mřížkových rovin v difrakčních vzorech tlustých vzorků. Protože Braggovy úhly v difrakci vysokoenergetických elektronů jsou velmi malé (~ 1 ⁄ 4 úhlů pro 300 keV)), jsou Kikuchiho pásma v reciprokém prostoru poměrně úzká. Na snímcích v normálním prostoru to také znamená, že hrana mřížových rovin (hrana mřížových rovin) ...
Kolébkové křivky [8] (vlevo) jsou grafy intenzity odražených elektronů jako funkce úhlu mezi náhodnými a normálními polohami elektronového paprsku pro vytvoření krystalových rovin ve vzorku.
Z kývavé křivky můžete vidět, že tloušťka vzorku se mění na 10 nanometrů nebo méně (např. pro elektrony 300 keV a rozestupy mřížky asi 0,23 nm), rozsah úhlů naklonění, který vede k difrakci a/nebo kontrastu okraje mřížky (mřížka-proužek viditelnost) je nepřímo úměrná tloušťce vzorku. Geometrie viditelného okraje mřížky (mřížková-proužková viditelnost) se proto stává užitečnou při studiu nanomateriálů v elektronovém mikroskopu [9] [10] , užitečné jsou také zakřivené obrysy (obrysy ohybu) a Kikuchiho čáry. při studiu monokrystalických vzorků (například kovových a polovodičových vzorků o tloušťkách v rozmezí deseti mikrometrů).
Výše uvedené metody zahrnují detekci všech elektronů, které projdou tenkým vzorkem, obvykle v transmisním elektronovém mikroskopu . Na druhé straně v rastrovacím elektronovém mikroskopu se obvykle dívá na elektrony stoupající, když je fokusovaný elektronový paprsek rastrován přes tlustý vzorek(!?). Channeled elektronové vzory zdůrazňují efekt asociace s okrajem krystalových mřížkových rovin (edge-on lattice planes), který je pozorován v rastrovacím elektronovém mikroskopu v sekundárních nebo zpětně odražených elektronech.