ження усувається в іонному проекторі, який має дозвіл 2 - 3 Ангстрем. Зразок тут представляє тонку дріт, яку електрополіру ють з одного кінця, так що виходить заокруглене вістря з радіусом 100 - 300 атомних відстаней. Можна отримати топограмм позицій атомів в дроті. Зразок позитивно заряджається (набуває потенціал) до 5-15 кВ і поміщається у високий вакуум з деякою кількістю гелію. Атоми на поверхні зразка іонізуются високим позитивним зарядом, в результаті чого атоми гелію притягуються до них і віддають електрон в метал, стаючи позитивними іонами. Потім атоми гелію прискорюються вниз уздовж силових ліній, що виходять від металевого іона, і дають зображення іона на екрані, яке фотографується. Кожен атом виглядає на фотографії у вигляді світлої плями. Тільки деяке число атомів зразка (приблизно 1 з 5) ионизуется і дає зображення на екрані, але можна спостерігати характерне розподіл, з якого роблять висновок про становище всіх інших атомів. Коли в решітці відсутній один з атомів (вакансія), відсутня одна з білих плям. Особливо яскраво можливості методу продемонстровані Брандоном і Вальдом (1961), які сфотографували вістря вольфрамової дроту до і після опромінення? - Частинками. Після опромінення багато з світлих плям зникли, це свідчить про те, що атоми були вибиті з їх місць? - Частками (утворилися вакансії). Приклад крайової дислокації в молібдені, виявленої цим методом, показаний на рис.13. Там же дана схема атомних шарів поблизу дислокації.
Рис. 13, а - Фотографія, отримана в іонному проекторі і показує крайову дислокацію в молібдені. Кожне світла пляма відповідає атому, б - Схематично показана дислокація, яку видно на фотографії.
В даний час застосування іонної мікроскопії обмежено певним колом металів з сильними зв'язками, такими, як вольфрам, молібден і платина. Метод застосовний для дослідження розподілу атомів лише на дуже малій площі і тільки на вільній поверхні, проте в тих випадках, коли потрібно точна інформація про становище окремих атомів, цей метод має велику цінність.
3.5 Метод дифракційного контрасту
Метод дифракційного контрасту розвивався набагато швидше методу візуалізації дислокаційних ядер за допомогою мікроскопів високого дозволу. Справа в тому, що застосування останньої методики для вивчення матеріалів, що представляють інтерес для матеріалознавців, залежало від того, чи з'являться мікроскопи з більш високою роздільною здатністю. У 50-60-х роках минулого століття дозволу мікроскопів було достатньо для перевірки теорії зйомки зображення за допомогою дифракційного контрасту і використання цього методу для спостереження та інтерпретації природи дислокацій, їх векторів Бюргерса, розподілу, подробиць взаємодій дислокацій в різних матеріалах. Основними вимогами стала розробка гоніометричний стадій і методик утонения зразків. Були підтверджені основні дислокаційні механізми, що формують частково дислокаційну теорію кристалів, що багато в чому зменшило скептицизм деяких металургів. У той же час були виявлені нові, які раніше не передбачені, дефектні структури. Багато хто з них підкреслювали тривимірну природу дислокаційних структур, а також значимість пружною анізотропії.
Як правило, масштаб багатьох явищ, які спостерігаються за допомогою методу дифракційного контрасту (дозвіл ~ 10 нм), був такий, що їх можна було розглядати в рамках теорії пружності. Розроблена в 1969 р Кокейна, Реєм і Уіланом методика слабкого пучка внесла величезний внесок у збільшення дозволу цього методу. Тепер ширина зображення дислокацій могла бути зменшена на звичній основі до ~ 1.5 нм, що дозволило визначати геометрію дислокацій в безпрецедентних подробицях. До одного з важливих застосувань методики слабкого пучка відноситься, наприклад, вимір енергії дефектів пакування (рис. 14). Ця методика досі залишається стандартною при вивченні дислокацій, за винятком хіба що структури дислокаційного ядра.
Рис. 14. темнопольних зображення 30 ° дислокації (світла лінія) в кремнії, отримане за допомогою методу слабкого пучка. Видно, що дислокації розщеплюються, і між розщепленими дислокаціями виникає дефект упаковки. Максимальні відстані між розщепленими дислокаціями становить 4.8 нм.
У 1969 р Хед запропонував методи моделювання зображення дислокацій , розташованих під нахилом у фользі, грунтуючись на рівнянні Хуві-Вілана. Ці методи стали потужним знаряддям для розмежування альтернативних моделей дефекту, зображення якого знімається. У ті ж роки була створена методика, що використовує заборонені відбиття для зйомки зображення індивідуальних сходинок атомарної висоти на поверхні монокристаллической фольги. Дану методику можна розглядати в якості подальшого розвитку методу слабкого променя.
