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Crystallographic analysis of the lattice metric (CALM) from single electron backscatter diffraction or transmission Kikuchi diffraction patterns

  • A new software is presented for the determination of crystal lattice parameters from the positions and widths of Kikuchi bands in a diffraction pattern. Starting with a single wide-angle Kikuchi pattern of arbitrary resolution and unknown phase, the traces of all visibly diffracting lattice planes are manually derived from four initial Kikuchi band traces via an intuitive graphical user interface. A single Kikuchi bandwidth is then used as reference to scale all reciprocal lattice point distances. Kikuchi band detection, via a filtered Funk transformation, and simultaneous display of the band intensity profile helps users to select band positions and widths. Bandwidths are calculated using the first derivative of the band profiles as excess-deficiency effects have minimal influence. From the reciprocal lattice, the metrics of possible Bravais lattice types are derived for all crystal systems. The measured lattice parameters achieve a precision of <1%, even for good quality KikuchiA new software is presented for the determination of crystal lattice parameters from the positions and widths of Kikuchi bands in a diffraction pattern. Starting with a single wide-angle Kikuchi pattern of arbitrary resolution and unknown phase, the traces of all visibly diffracting lattice planes are manually derived from four initial Kikuchi band traces via an intuitive graphical user interface. A single Kikuchi bandwidth is then used as reference to scale all reciprocal lattice point distances. Kikuchi band detection, via a filtered Funk transformation, and simultaneous display of the band intensity profile helps users to select band positions and widths. Bandwidths are calculated using the first derivative of the band profiles as excess-deficiency effects have minimal influence. From the reciprocal lattice, the metrics of possible Bravais lattice types are derived for all crystal systems. The measured lattice parameters achieve a precision of <1%, even for good quality Kikuchi diffraction patterns of 400 x 300 pixels. This band-edge detection approach has been validated on several hundred experimental diffraction patterns from phases of different symmetries and random orientations. It produces a systematic lattice parameter offset of up to ±4%, which appears to scale with the mean atomic number or the backscatter coefficient.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:Gert Nolze, T. Tokarski, L. Rychlowski, G. Cios, A. Winkelmann
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Journal of Applied Crystallography
Jahr der Erstveröffentlichung:2021
Organisationseinheit der BAM:5 Werkstofftechnik
5 Werkstofftechnik / 5.1 Mikrostruktur Design und Degradation
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Jahrgang/Band:54
Ausgabe/Heft:Pt 3
Erste Seite:1012
Letzte Seite:1022
DDC-Klassifikation:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie
Freie Schlagwörter:Electron backscatter diffraction; Kikuchi patterns; Lattice parameters; Radon transform
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Chemie und Prozesstechnik
DOI:10.1107/S1600576721004210
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-527076
ISSN:1600-5767
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:31.05.2021
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:28.06.2021
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