インターバンドトランジション

interband transition

[目次：理論(電子の散乱／回折／結像)]

ブラッグ反射を動力学理論で扱うと、ブラッグ反射近傍で許される波数を与える分散面（等エネルギー面）が作られる。一つの反射ごとに二枚の分散面が作られ、試料結晶への電子線の入射方向が決まると、ブラッグ条件からの外れの量および試料表面に垂直な方向とから分散面上での許される点が決まり、結晶の中で許される波の波数とその振幅が決まる。結晶が完全であればこれらは不変である。もし結晶に欠陥たとえば積層欠陥があると、分散面上での振幅が変化する。異なる分散面への波の移動をインターバンドトランジション（バンド間遷移）という。同じ分散面への波の移動をイントラバンドトランジション（バンド内遷移）という。以上は弾性散乱の場合であるが，非弾性散乱の場合を考えると、熱散漫散乱による小角の散乱ではインターバンドトランジションが起きる。プラズモン散乱ではイントラバンドトランジションである。内殻励起の場合は励起を起こす作用が小さい場合は（通常小さい）イントラバンドトランジションである。イントラバンドトランジションのときは弾性散乱で像に見られたコントラストが保たれるが、二つの面に付随するブロッホ波の対称性は異なるので、インターバンドトランジションではコントラストは失われる。（この用語は固体物理で使うバンド間遷移とは異なるものである。固体物理のバンド間遷移ではエネルギーが変わるが、電子回折の動力学理論のバンド間遷移ではエネルギーは変わらない。）

When the Bragg reflection is treated by the dynamical theory, dispersion surfaces (equi-energy surface), which give allowable wave numbers (equivalent energy planes) near Bragg reflections, are produced. Two dispersion surfaces are produced for each reflection. When the incidence direction of the electron beam onto a specimen crystal (the excitation error of the Bragg reflection) and the surface normal of the specimen are given, the allowed points on the dispersion surfaces are determined. As a result, the wave numbers and amplitudes of the allowed waves in the crystal are determined. If the crystal is perfect, these quantities are kept unchanged. If a defect, for example a stacking fault exists in the crystal, redistribution of the amplitudes occurs on the dispersion surfaces. Wave transfer to a different dispersion surface is called "interband transition." On the other hand, wave transfer within the same dispersion surface is called "intraband transition." The above interband transition in the case of a stacking fault takes place in the scope of elastic scattering. In the case of inelastic scattering, we can consider similar dispersion surfaces which are a little different in their energy from those of elastic scattering. Interband transition occurs at small-angle scattering of thermal diffuse scattering, but intraband transition occurs for plasmon scattering. In the case of core excitation, if interaction that gives rise to the core excitation is small (normally, small), intraband transition occurs. The electrons suffered by the intraband transition produce a similar image to the original image (without transition). However, since the symmetry of the Bloch wave of a dispersion surface is different from that of the other surface, the electrons suffered by interband transition do not form a similar image to the original image. (This term is different from "interband transition" used in solid state physics. In the case of the interband transition in solid state physics, the energy of the electron changes but it does not change in electron diffraction.)

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