TEM的納米衍射模式

衍射模式

        如前所述，通過調整磁透鏡使得成像的光圈處于透鏡的后焦平面處而不是像平面上，就會產生衍射圖樣。對于單晶體樣品，衍射圖樣表現為一組排列規則的點，對于多晶或無定形固體將會產生一組圓環。對于單晶體，衍射圖樣與電子束照射在樣品的方向以及樣品的原子結構有關。通常僅僅根據衍射圖樣上的點的位置與觀測圖像的對稱性就可以分析出晶體樣品的空間群信息以及樣品晶體方向與電子束通路的方向的相對關系。

面心立方奧氏體不銹鋼孿晶結晶衍射圖

        衍射圖樣的動態范圍通常非常大。對于晶體樣品，這個動態范圍通常超出了CCD所能記錄的最大范圍。因此TEM通常裝備有膠卷暗盒以記錄這些圖像。

對衍射圖樣點對點的分析非常復雜，這是由于圖像與樣品的厚度和方向、物鏡的失焦、球面像差和色差等等因素都有非常密切的關系。盡管可以對格點圖像對比度進行定量的解釋，然而分析本質上非常復雜，需要大量的計算機仿真來計算。

        衍射平面還有更加復雜的表現，例如晶體格點的多次衍射造成的菊池線。在會聚電子束衍射技術中，會聚電子束在樣品表面形成一個極細的探針，從而產生了不平行的會聚波前，而匯聚電子束與樣品的作用可以提供樣品結構以外的信息，例如樣品的厚度等等。