Analysis of the interaction of thickness extinction contours and dislocations in weak-beam electron microscopy

Abstract

Bending of thickness extinction contours close to a dislocation in weak-beam images is analysed using a simplified model for the diffraction. In this model the depth-dependent orientation of the crystal within a particular column is replaced by an average effective orientation. For a screw dislocation parallel to the foil surface the experimentally observed contour profiles can be satisfactorily explained; the slope of the contour lines near the dislocation core is a function of both foil thickness and the dislocation depth in the foil. It is shown that surface relaxation of the dislocation stress field changes the slope of contours near the dislocation core by a factor of 1.5 to 2, depending on the dislocation position in the foil. For an edge dislocation with Burgers vector parallel to the foil surface analogous results are found. On the other hand, the interaction between dislocation and thickness contours is negligible for an edge dislocation with Burgers vector perpendicular to the foil surface. Die Wechselwirkung zwischen Versetzungen und Dickenkonturen wird unter Annahme eines stark vereinfachten Beugungsmodells berechnet, indem die tiefenabhängige Orientierung des Kristalls durch eine mittlere effektive Orientierung ersetzt wird. Für eine Schraubenversetzung parallel zur Folienebene ergibt sich eine befriedigende Übereinstimmung zwischen berechneten und gemessenen Konturen. Die Neigung der Dickenkonturen in der Nähe einer Versetzung ist abhängig von der Foliendicke und dem Versetzungsort in der Folie, und wird um einen Faktor 1,5 bis 2 durch Relaxation des Spannungsfeldes geändert. Åhnliche Ergebnisse werden für eine Stufenversetzung mit Burgers-Vektor parallel zur Folienebene gefunden, während die Wechselwirkung mit einer Stufenversetzung mit Burgers-Vektor senkrecht zur Folienebene vernachlässigbar ist.