Electron backscatter diffraction
इलेक्ट्रॉन बैकस्कैटर विवर्तन (ई. बी. एस. डी.) एक स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (एस. ई. एम.) तकनीक है जिसका उपयोग सामग्री की क्रिस्टलोग्राफिक संरचना का अध्ययन करने के लिए किया जाता है। ई. बी. एस. डी. को ई. बी. एस. डी. डिटेक्टर से लैस एक स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप में किया जाता है जिसमें कम से कम एक फॉस्फोरेसेंट स्क्रीन, एक कॉम्पैक्ट लेंस और एक कम रोशनी वाला कैमरा होता है। इस विन्यास में, एस. ई. एम. आपतित किरण झुके हुए नमूने से टकराती है। जैसे ही बैकस्कैटर इलेक्ट्रॉन नमूने को छोड़ते हैं, वे क्रिस्टल के आवधिक परमाणु जाली विमानों के साथ बातचीत करते हैं और किकुची पैटर्न (ई. बी. एस. पी.) बनाने वाले फॉस्फर स्क्रीन तक पहुंचने से पहले विभिन्न प्रकीर्णन कोणों पर ब्रैग के नियम के अनुसार विक्षेपण करते हैं। ई. बी. एस. डी. स्थानिक समाधान कई कारकों पर निर्भर करता है, जिसमें अध्ययन के तहत सामग्री की प्रकृति और नमूना तैयारी शामिल है। इस प्रकार, ई. बी. एस. पी. को सामग्री की अनाज संरचना, अनाज अभिविन्यास और सूक्ष्म पैमाने पर चरण के बारे में जानकारी प्रदान करने के लिए अनुक्रमित किया जा सकता है। ई. बी. एस. डी. का उपयोग अशुद्धियों और दोष अध्ययन, प्लास्टिक विरूपण, और औसत गलत अभिविन्यास, अनाज के आकार और क्रिस्टलोग्राफिक बनावट के लिए सांख्यिकीय विश्लेषण के लिए किया जाता है। ई. बी. एस. डी. को उन्नत चरण पहचान और सामग्री की खोज के लिए ऊर्जा-फैलाव एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी (ई. डी. एस.), कैथोडोल्यूमिनेसेंस (सी. एल.) और तरंग दैर्ध्य-फैलाव एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी (डब्ल्यू. डी. एस.) के साथ भी जोड़ा जा सकता है। इलेक्ट्रॉन बैकस्कैटर पैटर्न (ई. बी. एस. पी.) में परिवर्तन और क्षरण विवर्तनशील आयतन में जाली विरूपण के बारे में जानकारी प्रदान करते हैं। प्लास्टिसिटी के स्तर का आकलन करने के लिए पैटर्न क्षरण (यानी, विसर्जित गुणवत्ता) का उपयोग किया जा सकता है। ई. बी. एस. पी. क्षेत्र अक्ष स्थिति में परिवर्तन का उपयोग अवशिष्ट तनाव और छोटे जाली घूर्णन को मापने के लिए किया जा सकता है। ई. बी. एस. डी. ज्यामितीय रूप से आवश्यक विस्थापन (जी. एन. डी.) के घनत्व के बारे में भी जानकारी प्रदान कर सकता है। हालांकि, जाली विरूपण को एक संदर्भ पैटर्न (EBSP0) के सापेक्ष मापा जाता है। संदर्भ पैटर्न का चयन माप परिशुद्धता को प्रभावित करता है; उदाहरण के लिए, तनाव में विकृत एक संदर्भ पैटर्न सीधे उच्च-रिज़ॉल्यूशन मानचित्र से प्राप्त तन्यता तनाव परिमाण को कम करेगा, जबकि अप्रत्यक्ष रूप से अन्य घटकों के परिमाण और तनाव के स्थानिक वितरण को प्रभावित करेगा। इसके अलावा, ई. बी. एस. पी. 0 का चुनाव जी. एन. डी. घनत्व वितरण और परिमाण को थोड़ा प्रभावित करता है। पैटर्न गठन और संग्रह सेटअप ज्यामिति और पैटर्न गठन इलेक्ट्रॉन बैकस्केटरिंग विवर्तन सूक्ष्मदर्शी के लिए, एक सपाट पॉलिश क्रिस्टलीय नमूना आमतौर पर सूक्ष्मदर्शी कक्ष के अंदर रखा जाता है। नमूना स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (एस. ई. एम.) फ्लैट नमूना स्थिति से ~ 70° और इलेक्ट्रॉन बैकस्कैटर विवर्तन (ई. बी. एस. डी.) डिटेक्टर पर 110° झुका हुआ है। नमूने को झुकाने से झुकाव अक्ष के लंबवत अंतःक्रिया की मात्रा बढ़ जाती है, जिससे लोचदार प्रकीर्णन के कारण अधिक इलेक्ट्रॉन नमूने को छोड़ देते हैं, जिससे बेहतर कंट्रास्ट प्रदान होता है। उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रॉन किरण (आमतौर पर 20 केवी) एक छोटी मात्रा पर केंद्रित होती है और नमूना सतह पर ~ 20 एनएम के स्थानिक संकल्प पर बिखेरती है। स्थानिक संकल्प किरण ऊर्जा, कोणीय चौड़ाई, अंतःक्रिया मात्रा, अध्ययन के तहत सामग्री की प्रकृति, और नमूने की मोटाई के साथ संचरण किकुची विवर्तन (टीकेडी) के साथ भिन्न होता है; इस प्रकार, किरण ऊर्जा को बढ़ाने से अंतःक्रिया मात्रा बढ़ जाती है और स्थानिक संकल्प कम हो जाता है। ई. बी. एस. डी. डिटेक्टर पोल पीस से लगभग 90 डिग्री के कोण पर एस. ई. एम. के नमूना कक्ष के भीतर स्थित है। ई. बी. एस. डी. डिटेक्टर आमतौर पर एक फॉस्फर स्क्रीन से बना होता है जो बैकस्कैटर इलेक्ट्रॉनों द्वारा उत्तेजित होता है। स्क्रीन को लेंस से जोड़ा जाता है जो फॉस्फर स्क्रीन से छवि को चार्ज-कपल्ड डिवाइस (सी. सी. डी.) या पूरक धातु-ऑक्साइड-अर्धचालक (सी. एम. ओ. एस.) कैमरे पर केंद्रित करता है। इस विन्यास में, जैसे ही ये बैकस्कैटर इलेक्ट्रॉन नमूने को छोड़ते हैं, वे क्रिस्टल के आवधिक परमाणु जाली विमानों के साथ बातचीत करते हैं और ब्रैग के नियम के अनुसार प्रकीर्णन कोणों (θhkl) की एक सीमा पर विक्षेपण करते हैं। बैकस्कैटर इलेक्ट्रॉन किकुची रेखाएँ बनाते हैं-जिनकी अलग-अलग तीव्रता होती है-एक इलेक्ट्रॉन-संवेदनशील सपाट फिल्म/स्क्रीन (आमतौर पर फॉस्फोर) पर, एक किकुची बैंड बनाने के लिए इकट्ठा होते हैं। ये किकुची रेखाएँ फॉस्फर स्क्रीन के तल के साथ कोसेल शंकुओं के प्रतिच्छेदन से बनी एक हाइपरबोला का निशान हैं। किकुची बैंड की चौड़ाई प्रकीर्णन कोणों से संबंधित है और इस प्रकार, मिलर अनुक्रमणिका एच, के और एल के साथ जाली विमानों के बीच की दूरी डीएचकेएल से संबंधित है। इन किकुची रेखाओं और पैटर्न का नाम सीशी किकुची के नाम पर रखा गया था, जिन्होंने, संचरण इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी (टीईएम) का उपयोग करके 1928 में इस विवर्तन पैटर्न को पहली बार देखा था जो ज्यामिति में एक्स-रे कोसेल पैटर्न के समान है। व्यवस्थित रूप से व्यवस्थित किकुची पट्टियाँ, जिनकी चौड़ाई के साथ तीव्रता की एक सीमा होती है, रुचि के क्षेत्रों (आरओआई) के केंद्र के चारों ओर प्रतिच्छेद करती हैं, जो जांच किए गए आयतन क्रिस्टलोग्राफी का वर्णन करती हैं। ये पट्टियाँ और उनके प्रतिच्छेदन किकुची पैटर्न या इलेक्ट्रॉन बैकस्कैटर पैटर्न (ई. बी. एस. पी.) के रूप में जाने जाते हैं। इसके विपरीत सुधार के लिए, स्थिर पृष्ठभूमि सुधार या गतिशील पृष्ठभूमि सुधार का उपयोग करके अनिसोट्रोपिक/अस्थिर प्रकीर्णन को हटाकर पैटर्न की पृष्ठभूमि को ठीक किया जाता है। ई. बी. एस. डी. डिटेक्टर ई. बी. एस. डी. कम से कम एक फॉस्फर स्क्रीन, कॉम्पैक्ट लेंस और कम-प्रकाश चार्ज-युग्मित उपकरण (सी. सी. डी.) या पूरक धातु-ऑक्साइड-अर्धचालक (सी. एम. ओ. एस.) कैमरे वाले ई. बी. एस. डी. डिटेक्टर से लैस एस. ई. एम. का उपयोग करके संचालित किया जाता है। व्यावसायिक रूप से उपलब्ध ई. बी. एस. डी. प्रणाली आम तौर पर दो अलग-अलग सी. सी. डी. कैमरों में से एक के साथ आती हैः तेज माप के लिए, सी. सी. डी. चिप में 640x480 पिक्सेल का मूल रिज़ॉल्यूशन होता है; धीमी और अधिक संवेदनशील माप के लिए, सी. सी. डी. चिप रिज़ॉल्यूशन 1600x1200 पिक्सेल तक जा सकता है। उच्च-रिज़ॉल्यूशन डिटेक्टरों का सबसे बड़ा लाभ उनकी उच्च संवेदनशीलता है, और इसलिए प्रत्येक विवर्तन पैटर्न के भीतर की जानकारी का अधिक विस्तार से विश्लेषण किया जा सकता है। बनावट और अभिविन्यास माप के लिए, विवर्तन पैटर्न को उनके आकार और कम्प्यूटेशनल समय को कम करने के लिए बिन किया जाता है। आधुनिक सी. सी. डी.-आधारित ई. बी. एस. डी. प्रणालियाँ 1800 पैटर्न/सेकंड की गति से अनुक्रमणिका पैटर्न बना सकती हैं। यह तेजी से और समृद्ध सूक्ष्म संरचनात्मक मानचित्रों को उत्पन्न करने में सक्षम बनाता है। नमूना तैयार करना नमूना निर्वात स्थिर होना चाहिए। यह आम तौर पर एक प्रवाहकीय यौगिक का उपयोग करके स्थापित किया जाता है (जैसे। सी. यू.) से भरा एक एपॉक्सी थर्मोसेट, जो इलेक्ट्रॉन बीम विकिरण के तहत छवि प्रवाह और नमूना चार्जिंग को कम करता है। ई. बी. एस. पी. गुणवत्ता सतह की तैयारी के प्रति संवेदनशील है। आम तौर पर नमूने को 240 से 4000 ग्रिट तक सी. आई. सी. कागजों का उपयोग करके ग्राउंड किया जाता है, और हीरे के पेस्ट (9 से 1 माइक्रोन) का उपयोग करके पॉलिश किया जाता है और फिर 50 एन. एम. कोलॉइडल सिलिका में। इसके बाद, इसे इथेनॉल से साफ किया जाता है, डियोनाइज्ड पानी से धोया जाता है और गर्म एयर ब्लोअर से सुखाया जाता है। इसके बाद अंतिम सतह की तैयारी के लिए आयन बीम पॉलिशिंग की जा सकती है। एस. ई. एम. के अंदर, माप क्षेत्र का आकार स्थानीय संकल्प और माप समय निर्धारित करता है। उच्च गुणवत्ता वाले ई. बी. एस. पी. के लिए सामान्य सेटिंग 15 एन. ए. करंट, 20 केवी बीम ऊर्जा, 18 मिमी काम करने की दूरी, लंबा एक्सपोजर समय और न्यूनतम सी. सी. डी. पिक्सेल बाइनिंग हैं। ई. बी. एस. डी. फॉस्फर स्क्रीन को 18 मि. मी. कार्य दूरी पर सेट किया गया है और तनाव और विस्थापन घनत्व विश्लेषण के लिए एक मानचित्र के चरण का आकार 0.5 माइक्रोन से कम है। सूक्ष्मदर्शी के अंदर इलेक्ट्रॉन किरण द्वारा गैसीय हाइड्रोकार्बन के अपघटन के परिणामस्वरूप कार्बन जमाव होता है, जो अधिग्रहण खिड़की के बाहर ई. बी. एस. पी. की तुलना में जांच क्षेत्र के अंदर ई. बी. एस. पी. की गुणवत्ता को कम करता है। जमा कार्बन के स्पष्ट संचय के साथ जांच क्षेत्र के अंदर जाने पर पैटर्न क्षरण का ढाल बढ़ जाता है। बीम तत्काल-प्रेरित कार्बन निक्षेपण से काले धब्बे भी तत्काल निक्षेपण को उजागर करते हैं, भले ही एकत्रीकरण न हुआ हो। डेप्थ रिज़ॉल्यूशन की परिभाषा के बारे में कोई सहमति नहीं है। उदाहरण के लिए, इसे उस गहराई के रूप में परिभाषित किया जा सकता है जहां संकेत का ~92% उत्पन्न होता है, या पैटर्न की गुणवत्ता द्वारा परिभाषित किया जाता है, या "जहां उपयोगी जानकारी प्राप्त की जाती है" के रूप में अस्पष्ट हो सकता है। यहाँ तक कि एक दी गई परिभाषा के लिए, गहराई संकल्प इलेक्ट्रॉन ऊर्जा के साथ बढ़ता है और अध्ययन की गई सामग्री बनाने वाले तत्वों के औसत परमाणु द्रव्यमान के साथ घटता हैः उदाहरण के लिए, यह 20 केवी ऊर्जा पर Si के लिए 40 एनएम और Ni के लिए 10 एनएम के रूप में अनुमानित किया गया था। उन सामग्रियों के लिए असामान्य रूप से छोटे मूल्यों की सूचना दी गई थी जिनकी संरचना और संरचना मोटाई के साथ भिन्न होती है। उदाहरण के लिए, कुछ एन. एम. अनाकार क्रोमियम के साथ मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन कोटिंग 15 केवी ऊर्जा पर गहराई संकल्प को कुछ एन. एम. तक कम कर देती है। इसके विपरीत, इसाबेल और डेविड ने निष्कर्ष निकाला कि सजातीय क्रिस्टल में गहराई संकल्प भी अस्थिर प्रकीर्णन (स्पर्शरेखा स्मीयरिंग और चैनलिंग प्रभाव सहित) के कारण 1 माइक्रोन तक बढ़ सकता है। ई. बी. एस. डी. डेप्थ रिज़ॉल्यूशन पर रिपोर्टों के बीच एक हालिया तुलना, कोको एट अल ने संकेत दिया कि अधिकांश प्रकाशन गहराई रिज़ॉल्यूशन की परिभाषा के लिए एक तर्क प्रस्तुत नहीं करते हैं, जबकि बीम के आकार, झुकाव कोण, बीम-टू-सैंपल और सैंपल-टू-डिटेक्टर दूरी पर जानकारी शामिल नहीं करते हैं। ये गहराई के संकल्प को निर्धारित करने या अनुकरण करने के लिए महत्वपूर्ण मापदंड हैं। बीम धारा को आम तौर पर प्रयोगों या सिमुलेशन में गहराई के संकल्प को प्रभावित करने वाला नहीं माना जाता है। हालांकि, यह बीम स्पॉट आकार और संकेत-से-शोर अनुपात को प्रभावित करता है, और इसलिए, अप्रत्यक्ष रूप से, पैटर्न और इसकी गहराई की जानकारी का विवरण। मोंटे कार्लो सिमुलेशन ई. बी. एस. पी. के गठन के लिए गहराई संकल्प की मात्रा निर्धारित करने के लिए एक वैकल्पिक दृष्टिकोण प्रदान करते हैं, जिसका अनुमान ब्लॉच तरंग सिद्धांत का उपयोग करके लगाया जा सकता है, जहां बैकस्कैटर प्राथमिक इलेक्ट्रॉन-क्रिस्टल जाली के साथ बातचीत करने के बाद-सतह से बाहर निकलते हैं, जो इलेक्ट्रॉनों के साथ बातचीत करने वाले आयतन की क्रिस्टलता के बारे में जानकारी ले जाते हैं। बैकस्कैटर इलेक्ट्रॉन (बी. एस. ई.) ऊर्जा वितरण सामग्री की विशेषताओं और किरण की स्थितियों पर निर्भर करता है। यह बी. एस. ई. तरंग क्षेत्र तापीय विसरण प्रकीर्णन प्रक्रिया से भी प्रभावित होता है जो ब्रैग विवर्तन घटनाओं के बाद असंगत और अस्थिर (ऊर्जा हानि) प्रकीर्णन का कारण बनता है-जिसका अभी तक एक पूर्ण भौतिक विवरण नहीं है जो ई. बी. एस. पी. गहराई संकल्प का गठन करने वाले तंत्र से संबंधित हो सकता है। ई. बी. एस. डी. प्रयोग और अनुकरण दोनों आम तौर पर दो धारणाएँ बनाते हैंः कि सतह प्राचीन है और एक सजातीय गहराई संकल्प है; हालाँकि, उनमें से कोई भी विकृत नमूने के लिए मान्य नहीं है। अभिविन्यास और चरण मानचित्रण पैटर्न अनुक्रमण यदि सेटअप ज्यामिति का अच्छी तरह से वर्णन किया गया है, तो विवर्तन पैटर्न में मौजूद बैंड को इलेक्ट्रॉन अंतःक्रिया मात्रा के भीतर सामग्री के अंतर्निहित क्रिस्टल और क्रिस्टलोग्राफिक अभिविन्यास से जोड़ना संभव है। प्रत्येक बैंड को डिफ्रैक्टिंग प्लेन के मिलर सूचकांकों द्वारा व्यक्तिगत रूप से अनुक्रमित किया जा सकता है जिसने इसे बनाया था। अधिकांश सामग्रियों में, केवल तीन पट्टियाँ/तल एक दूसरे को काटते हैं और क्रिस्टल अभिविन्यास (उनके अंतर-समतल कोणों के आधार पर) के लिए एक अद्वितीय समाधान का वर्णन करने की आवश्यकता होती है। अधिकांश वाणिज्यिक प्रणालियाँ सूचकांक के लिए अंतर्राष्ट्रीय क्रिस्टल डेटाबेस के साथ लुक-अप तालिकाओं का उपयोग करती हैं। यह क्रिस्टल अभिविन्यास प्रत्येक नमूना बिंदु के अभिविन्यास को एक संदर्भ क्रिस्टल अभिविन्यास से संबंधित करता है। इंडेक्सिंग अक्सर पैटर्न संग्रह के बाद ई. बी. एस. डी. प्रक्रिया में पहला कदम होता है। यह उस नमूने के एकल आयतन पर क्रिस्टल अभिविन्यास की पहचान करने की अनुमति देता है जहाँ से पैटर्न एकत्र किया गया था। ई. बी. एस. डी. सॉफ्टवेयर के साथ, पैटर्न बैंड का पता आमतौर पर एक संशोधित हॉफ परिवर्तन का उपयोग करके एक गणितीय दिनचर्या के माध्यम से लगाया जाता है, जिसमें हॉफ स्थान में प्रत्येक पिक्सेल ई. बी. एस. पी. में एक अद्वितीय रेखा/बैंड को दर्शाता है। हॉफ परिवर्तन बैंड का पता लगाने में सक्षम बनाता है, जिसे मूल ई. बी. एस. पी. में कंप्यूटर द्वारा खोजना मुश्किल है। एक बार बैंड के स्थानों का पता चल जाने के बाद, इन स्थानों को अंतर्निहित क्रिस्टल अभिविन्यास से जोड़ना संभव है, क्योंकि बैंड के बीच के कोण जाली विमानों के बीच के कोणों का प्रतिनिधित्व करते हैं। इस प्रकार, एक अभिविन्यास समाधान तब निर्धारित किया जा सकता है जब तीन पट्टियों के बीच की स्थिति/कोण ज्ञात हो। अत्यधिक सममित सामग्री में, अभिविन्यास माप प्राप्त करने और सत्यापित करने के लिए आम तौर पर तीन से अधिक पट्टियों का उपयोग किया जाता है। डिफ्रैक्शन पैटर्न को शोर को दूर करने, डिटेक्टर विकृतियों के लिए सही करने और तीव्रता को सामान्य करने के लिए पूर्व-संसाधित किया जाता है। फिर, पूर्व-संसाधित विवर्तन पैटर्न की तुलना अध्ययन की जा रही सामग्री के लिए संदर्भ पैटर्न के पुस्तकालय से की जाती है। संदर्भ पैटर्न सामग्री की ज्ञात क्रिस्टल संरचना और क्रिस्टल जाली के अभिविन्यास के आधार पर उत्पन्न होते हैं। क्रिस्टल जाली का अभिविन्यास जो मापा पैटर्न के लिए सबसे अच्छा मिलान उत्पन्न करेगा, विभिन्न प्रकार के एल्गोरिदम का उपयोग करके निर्धारित किया जाता है। अनुक्रमण के तीन प्रमुख तरीके हैं जो अधिकांश वाणिज्यिक ई. बी. एस. डी. सॉफ्टवेयर द्वारा किए जाते हैंः ट्रिपल मतदान; प्रयोगात्मक पैटर्न और एक कम्प्यूटेशनल रूप से निर्धारित अभिविन्यास, या/और पड़ोसी पैटर्न औसत और पुनः अनुक्रमण, एन. पी. ए. आर. के बीच 'फिट' को कम करना। अनुक्रमण तब एकल क्रिस्टल अभिविन्यास के लिए एक अद्वितीय समाधान देता है जो फील्ड-ऑफ-व्यू के भीतर अन्य क्रिस्टल अभिविन्यास से संबंधित है। ट्रिपल वोटिंग में क्रिस्टल अभिविन्यास के विभिन्न समाधानों से जुड़े कई 'ट्रिपल' की पहचान करना शामिल है; प्रत्येक ट्रिपल से निर्धारित प्रत्येक क्रिस्टल अभिविन्यास को एक वोट प्राप्त होता है। यदि चार पट्टियाँ एक ही क्रिस्टल अभिविन्यास की पहचान करती हैं, तो चार (चार तीन चुनते हैं, यानी) उस विशेष समाधान के लिए वोट डाले जाएंगे। इस प्रकार सबसे अधिक मतों के साथ उम्मीदवार अभिविन्यास अंतर्निहित क्रिस्टल अभिविन्यास का सबसे संभावित समाधान होगा। कुल मतों की तुलना में चुने गए समाधान के लिए मतों की संख्या अंतर्निहित समाधान में विश्वास का वर्णन करती है। इस 'विश्वास सूचकांक' की व्याख्या करने में सावधानी बरतनी चाहिए क्योंकि कुछ छद्म-सममित अभिविन्यासों के परिणामस्वरूप एक उम्मीदवार समाधान बनाम दूसरे के लिए कम आत्मविश्वास हो सकता है। फिट को कम करने में ट्रिपल के लिए सभी संभावित अभिविन्यासों के साथ शुरुआत करना शामिल है। अधिक बैंड शामिल किए गए हैं, जिससे उम्मीदवार अभिविन्यास की संख्या कम हो जाती है। जैसे-जैसे बैंडों की संख्या बढ़ती है, संभावित अभिविन्यासों की संख्या अंततः एक समाधान में परिवर्तित हो जाती है। मापा अभिविन्यास और कब्जा किए गए पैटर्न के बीच 'फिट' निर्धारित किया जा सकता है। कुल मिलाकर, ई. बी. एस. डी. में अनुक्रमण विवर्तन पैटर्न में एल्गोरिदम और गणनाओं का एक जटिल सेट शामिल होता है, लेकिन एक उच्च स्थानिक संकल्प पर सामग्री की क्रिस्टलोग्राफिक संरचना और अभिविन्यास निर्धारित करने के लिए आवश्यक है। अनुक्रमण प्रक्रिया लगातार विकसित हो रही है, प्रक्रिया की सटीकता और गति में सुधार के लिए नए एल्गोरिदम और तकनीकों को विकसित किया जा रहा है। इसके बाद, अनुक्रमण परिणाम की गुणवत्ता निर्धारित करने के लिए एक विश्वास सूचकांक की गणना की जाती है। आत्मविश्वास सूचकांक मापा और संदर्भ पैटर्न के बीच मिलान की गुणवत्ता पर आधारित है। इसके अलावा, यह शोर स्तर, डिटेक्टर रिज़ॉल्यूशन और नमूने की गुणवत्ता जैसे कारकों पर विचार करता है। जबकि ब्रैग स्थिति का उपयोग करके गतिज समाधान से संबंधित यह ज्यामितीय विवरण अभिविन्यास और बनावट विश्लेषण के लिए बहुत शक्तिशाली और उपयोगी है, यह केवल क्रिस्टलीय जाली की ज्यामिति का वर्णन करता है। यह विवर्तनशील सामग्री के भीतर शामिल कई भौतिक प्रक्रियाओं की उपेक्षा करता है। इलेक्ट्रॉन बीम स्कैटरिंग पैटर्न (ई. बी. एस. पी.) के भीतर बारीक विशेषताओं का पर्याप्त रूप से वर्णन करने के लिए, किसी को कई-बीम गतिशील मॉडल (जैसे. एक प्रयोगात्मक पैटर्न में बैंड की तीव्रता में भिन्नता संरचना कारक से संबंधित गतिज समाधान में फिट नहीं होती है)। पैटर्न केंद्र एक क्रिस्टल के अभिविन्यास को संबंधित करने के लिए, एक्स-रे विवर्तन (एक्स. आर. डी.) की तरह, प्रणाली की ज्यामिति का पता होना चाहिए। विशेष रूप से, पैटर्न केंद्र डिटेक्टर से अंतःक्रिया मात्रा की दूरी और फॉस्फोर स्क्रीन पर फॉस्फोर और नमूने के बीच निकटतम बिंदु के स्थान का वर्णन करता है। प्रारंभिक कार्य में एस. ई. एम. कक्ष में ज्ञात अभिविन्यास के एकल क्रिस्टल का उपयोग किया गया था, और ई. बी. एस. पी. की एक विशेष विशेषता को पैटर्न केंद्र के अनुरूप माना जाता था। बाद के विकास में ई. बी. एस. पी. की पीढ़ी और कक्ष ज्यामिति (छाया कास्टिंग और फॉस्फर आंदोलन) के बीच विभिन्न ज्यामितीय संबंधों का दोहन करना शामिल था। दुर्भाग्य से, इनमें से प्रत्येक विधि बोझिल है और एक सामान्य प्रचालक के लिए कुछ व्यवस्थित त्रुटियों के लिए प्रवण हो सकती है। आम तौर पर उनका उपयोग कई निर्दिष्ट उपयोगों के साथ आधुनिक एस. ई. एम. में आसानी से नहीं किया जा सकता है। इस प्रकार, अधिकांश वाणिज्यिक ई. बी. एस. डी. प्रणालियाँ क्रिस्टल अभिविन्यास और सुझाए गए पैटर्न केंद्र स्थान के पुनरावृत्ति आंदोलन के साथ संयुक्त अनुक्रमण एल्गोरिदम का उपयोग करती हैं। प्रयोगात्मक पैटर्न के भीतर स्थित बैंड और लुक-अप टेबल में स्थित बैंड के बीच फिट को कम करने से पैटर्न केंद्र स्थान पर पैटर्न चौड़ाई के ~ 0.5-1% की सटीकता के लिए अभिसरण होता है। एस्ट्रोईबीएसडी और पीसी ग्लोबल, ओपन-सोर्स मैटलैब कोड के हालिया विकास ने पैटर्न सेंटर (पीसी) को निर्धारित करने की सटीकता में वृद्धि की और-परिणामस्वरूप-एक पैटर्न मिलान दृष्टिकोण का उपयोग करके लोचदार उपभेद जो ईएमएसॉफ्ट का उपयोग करके पैटर्न का अनुकरण करता है। ई. बी. एस. डी. मानचित्रण अनुक्रमण परिणामों का उपयोग अध्ययन की जा रही सतह पर प्रत्येक बिंदु पर क्रिस्टलोग्राफिक अभिविन्यास का मानचित्र तैयार करने के लिए किया जाता है। इस प्रकार, एक निर्धारित तरीके से इलेक्ट्रॉन किरण को स्कैन करने (आमतौर पर एक वर्ग या षट्कोणीय ग्रिड में, नमूना झुकाव के कारण छवि के लिए सुधार) के परिणामस्वरूप कई समृद्ध सूक्ष्म संरचनात्मक मानचित्र बनते हैं। ये नक्शे पूछताछ की जा रही सामग्री के क्रिस्टल अभिविन्यास का स्थानिक रूप से वर्णन कर सकते हैं और इनका उपयोग माइक्रोटेक्सचर और नमूना आकृति विज्ञान की जांच करने के लिए किया जा सकता है। कुछ मानचित्र अनाज अभिविन्यास, सीमा और विवर्तन पैटर्न (छवि) गुणवत्ता का वर्णन करते हैं। विभिन्न सांख्यिकीय उपकरण औसत गलत अभिविन्यास, अनाज के आकार और क्रिस्टलोग्राफिक बनावट को माप सकते हैं। इस डेटासेट से कई नक्शे, चार्ट और प्लॉट बनाए जा सकते हैं। अभिविन्यास डेटा को रंग-कोडिंग, समोच्च रेखाओं और ध्रुव आकृतियों सहित विभिन्न तकनीकों का उपयोग करके देखा जा सकता है। सूक्ष्मदर्शी का गलत संरेखण, छवि परिवर्तन, स्कैन विरूपण जो घटते आवर्धन, खुरदरापन और नमूना सतह के संदूषण के साथ बढ़ता है, सीमा अनुक्रमण विफलता और डिटेक्टर की गुणवत्ता क्रिस्टल अभिविन्यास को निर्धारित करने में अनिश्चितताओं का कारण बन सकती है। ई. बी. एस. डी. संकेत-से-शोर अनुपात सामग्री पर निर्भर करता है और अत्यधिक अधिग्रहण गति और बीम धारा पर कम हो जाता है, जिससे माप के कोणीय संकल्प को प्रभावित करता है। तनाव मापन पूर्ण-क्षेत्र विस्थापन, लोचदार तनाव और जी. एन. डी. घनत्व सूक्ष्म पैमाने पर सामग्री के लोचदार और प्लास्टिक व्यवहार के बारे में मात्रात्मक जानकारी प्रदान करते हैं। सूक्ष्म पैमाने पर तनाव को मापने के लिए लंबाई/आकार में परिवर्तन (जैसे, स्थानीय बनावट, व्यक्तिगत अनाज अभिविन्यास) के अलावा अन्य प्रमुख विवरणों पर सावधानीपूर्वक विचार करने की आवश्यकता होती है। इन सूक्ष्म पैमाने की विशेषताओं को विभिन्न तकनीकों का उपयोग करके मापा जा सकता है, जैसे, छेद ड्रिलिंग, मोनोक्रोमैटिक या पॉलीक्रोमेटिक ऊर्जा-फैलाव एक्स-रे विवर्तन या न्यूट्रॉन विवर्तन (एनडी)। ई. बी. एस. डी. में एक उच्च स्थानिक संकल्प है और अन्य तकनीकों की तुलना में अपेक्षाकृत संवेदनशील और उपयोग करने में आसान है। ई. बी. एस. डी. का उपयोग करके तनाव माप एक उच्च स्थानिक संकल्प पर किया जा सकता है, जिससे शोधकर्ताओं को एक सामग्री के भीतर तनाव में स्थानीय भिन्नता का अध्ययन करने की अनुमति मिलती है। इस जानकारी का उपयोग सामग्री के विरूपण और यांत्रिक व्यवहार का अध्ययन करने, विभिन्न लोडिंग स्थितियों के तहत सामग्री व्यवहार के मॉडल विकसित करने और सामग्री के प्रसंस्करण और प्रदर्शन को अनुकूलित करने के लिए किया जा सकता है। कुल मिलाकर, ई. बी. एस. डी. का उपयोग करके तनाव माप सामग्री के विरूपण और यांत्रिक व्यवहार का अध्ययन करने के लिए एक शक्तिशाली उपकरण है, और इसका व्यापक रूप से सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग अनुसंधान और विकास में उपयोग किया जाता है। पहले के परीक्षण इलेक्ट्रॉन बैकस्कैटर पैटर्न (ई. बी. एस. पी.) में परिवर्तन और क्षरण विवर्तनशील आयतन के बारे में जानकारी प्रदान करते हैं। पैटर्न क्षरण (अर्थात, विसर्जित गुणवत्ता) का उपयोग पैटर्न/छवि गुणवत्ता (आई. क्यू.) के माध्यम से प्लास्टिसिटी के स्तर का आकलन करने के लिए किया जा सकता है, जहां आई. क्यू. की गणना पारंपरिक हॉफ परिवर्तन का उपयोग करते समय पाए गए शिखरों के योग से की जाती है। विल्किंसन ने सबसे पहले लोचदार उपभेदों को निर्धारित करने के लिए उच्च-क्रम की किकुची रेखा की स्थिति में परिवर्तन का उपयोग किया, हालांकि कम सटीकता (0.3% से 1%) के साथ; हालाँकि, इस दृष्टिकोण का उपयोग धातुओं में अवशिष्ट लोचदार उपभेदों को चिह्नित करने के लिए नहीं किया जा सकता है क्योंकि उपज बिंदु पर लोचदार उपभेद आमतौर पर लगभग 0.2% होता है। उच्च-क्रम कीकुची रेखाओं में परिवर्तन पर नज़र रखते हुए तनाव को मापना व्यावहारिक है जब तनाव छोटा होता है, क्योंकि बैंड की स्थिति जाली मापदंडों में परिवर्तन के प्रति संवेदनशील होती है। 1990 के दशक की शुरुआत में, ट्रुस्ट एट अल। और विल्किंसन एट अल। एक 0.02% सटीकता के साथ अवशिष्ट लोचदार उपभेदों और छोटे जाली घूर्णन को मापने के लिए क्षेत्र अक्ष स्थिति में पैटर्न क्षरण और परिवर्तन का उपयोग किया गया। उच्च-रिज़ॉल्यूशन इलेक्ट्रॉन बैकस्कैटर विवर्तन (एचआर-ईबीएसडी) क्रॉस-सहसंबंध-आधारित, उच्च कोणीय रिज़ॉल्यूशन इलेक्ट्रॉन बैकस्कैटर विवर्तन (एचआर-ईबीएसडी)-विल्किंसन एट अल द्वारा पेश किया गया। - सापेक्ष लोचदार उपभेदों और घूर्णन का मानचित्रण करने और क्रिस्टलीय पदार्थों में ज्यामितीय रूप से आवश्यक विस्थापन (जी. एन. डी.) घनत्व का अनुमान लगाने के लिए एक एस. ई. एम. आधारित तकनीक है। एच. आर.-ई. बी. एस. डी. विधि उप-पिक्सेल सटीकता के साथ विभिन्न इलेक्ट्रॉन बैकस्कैटर विवर्तन पैटर्न (ई. बी. एस. पी.) में रुचि के क्षेत्रों (आर. ओ. आई.) के बीच पैटर्न बदलाव को मापने के लिए छवि क्रॉस-सहसंबंध का उपयोग करती है। नतीजतन, एक क्रिस्टल में दो बिंदुओं के बीच सापेक्ष जाली विरूपण की गणना कम से कम चार गैर-संरेखीय आरओआई से पैटर्न बदलाव का उपयोग करके की जा सकती है। व्यवहार में, पैटर्न बदलाव को 20 से अधिक आर. ओ. आई. प्रति ई. बी. एस. पी. में मापा जाता है ताकि विरूपण ढाल टेंसर के लिए सबसे उपयुक्त समाधान खोजा जा सके, जो सापेक्ष जाली विरूपण का प्रतिनिधित्व करता है। विस्थापन प्रवणता टेंसर () (या स्थानीय जाली विरूपण) एकत्रित बिंदु () और सहयोगी (गैर-कोप्लानर) वेक्टर (), और संदर्भ बिंदु () पैटर्न और सहयोगी वेक्टर () के बीच पैटर्न में मापा गया ज्यामितीय बदलाव से संबंधित है। इस प्रकार, (पैटर्न शिफ्ट) वेक्टर () को नीचे दिए गए समीकरणों के रूप में लिखा जा सकता है, जहां और क्रमशः th दिशा में दिशा और विस्थापन हैं। बदलावों को फॉस्फोर (डिटेक्टर) तल () में मापा जाता है, और संबंध को सरल बनाया जाता है; इस प्रकार, नौ विस्थापन ढाल टेंसर घटकों में से आठ की गणना ई. बी. एस. पी. पर चार अलग-अलग, व्यापक रूप से अंतराल वाले क्षेत्रों में बदलाव को मापकर की जा सकती है। ई. बी. एस. पी. को फॉस्फर स्क्रीन पर दर्ज किया जाता है और दर्पण की तरह उल्टा किया जाता है, इसलिए इस बदलाव को नमूना फ्रेम (वाई-अक्ष के चारों ओर पलट दिया जाता है) में सही किया जाता है। फिर उन्हें एक्स-अक्ष के चारों ओर 24° (यानी, 20° नमूना झुकाव और ≈ 4° कैमरा झुकाव और बीम आंदोलन से कोई कोणीय प्रभाव नहीं मानते हुए) द्वारा सही किया जाता है। असीम तनाव सिद्धांत का उपयोग करते हुए, विरूपण प्रवणता को फिर लोचदार तनाव (सममित भाग, जहाँ), और जाली घूर्णन (असममित भाग, जहाँ) में विभाजित किया जाता है। ये माप वॉल्यूमेट्रिक/हाइड्रोस्टैटिक स्ट्रेन टेंसर के बारे में जानकारी प्रदान नहीं करते हैं। एक सीमा शर्त लागू करके कि सतह () के लिए सामान्य तनाव शून्य (यानी, कर्षण-मुक्त सतह) है, और अनिसोट्रोपिक लोचदार कठोरता स्थिरांक के साथ हुक के नियम का उपयोग करके, इस सीमित न्यूनतम समस्या में गुम नौवीं डिग्री स्वतंत्रता का अनुमान एक अरैखिक समाधानक का उपयोग करके लगाया जा सकता है। क्रिस्टल अनिसोट्रोपिक कठोरता टेंसर कहाँ है? इन दोनों समीकरणों को परिष्कृत लोचदार विचलन तनाव () की पुनः गणना करने के लिए हल किया जाता है, जिसमें लापता नौवां (गोलाकार) तनाव टेंसर भी शामिल है। एक वैकल्पिक दृष्टिकोण जो पूर्ण पर विचार करता है, में पाया जा सकता है। अंत में, तनाव और तनाव टेंसर को क्रिस्टल अनिसोट्रोपिक कठोरता टेंसर () का उपयोग करके और तनाव टेंसर () की समरूपता के साथ आइंस्टीन योग परंपरा का उपयोग करके जोड़ा जाता है। उत्पादित डेटा की गुणवत्ता का आकलन सभी आर. ओ. आई. की सहसंबंध तीव्रता/शिखरों का ज्यामितीय माध्य लेकर किया जा सकता है। 25 से कम मूल्य ई. बी. एस. पी. की गुणवत्ता के साथ समस्याओं का संकेत देना चाहिए। इसके अलावा, ज्यामितीय रूप से आवश्यक विस्थापन (जी. एन. डी.) घनत्व का अनुमान एच. आर.-ई. बी. एस. डी. मापा जाली घूर्णन से घूर्णन अक्ष और पड़ोसी मानचित्र बिंदुओं के बीच कोण को नाइ के टेंसर का उपयोग करके एक सामग्री में विस्थापन प्रकारों और घनत्वों से संबंधित करके किया जा सकता है। परिशुद्धता और विकास एच. आर.-ई. बी. एस. डी. विधि विस्थापन प्रवणता टेंसर (अर्थात, रेडियन में तनाव और घूर्णन) के घटकों में ± 0.05 पिक्सेल के पैटर्न छवि संकल्प पर बदलाव को मापकर ± 10−4 की परिशुद्धता प्राप्त कर सकती है। यह छोटे उपभेदों और घूर्णन (> 1.5°) तक सीमित था जब तक कि ब्रिटन और विल्किंसन ने एक पुनः मानचित्रण तकनीक का उपयोग करके घूर्णन सीमा को 11° तक बढ़ा दिया, जिसने पहले क्रॉस-सहसंबंध पुनरावृत्ति से गणना किए गए घूर्णन मैट्रिक्स () के साथ पैटर्न को बदलने के बाद तनाव की पुनः गणना की। हालांकि, आगे जाली के घूर्णन, जो आमतौर पर गंभीर प्लास्टिक विरूपण के कारण होता है, ने लोचदार तनाव गणना में त्रुटियां उत्पन्न कीं। इस समस्या को हल करने के लिए, रग्ल्स एट अल। क्रॉस-सहसंबंध के बजाय व्युत्क्रम संरचनात्मक गॉस-न्यूटन-आधारित (आई. सी. जी. एन.) विधि का उपयोग करके एच. आर.-ई. बी. एस. डी. परिशुद्धता में सुधार किया गया, यहां तक कि जाली के 12° घूर्णन पर भी। वर्मेज और होफनागल्स ने एक ऐसी विधि भी स्थापित की जो ई. बी. एस. पी. को छोटे आर. ओ. आई. में विभाजित करने के बजाय एक पूर्ण-क्षेत्र एकीकृत डिजिटल छवि सहसंबंध (आई. डी. आई. सी.) ढांचे का उपयोग करके विस्थापन प्रवणता घटकों में ±10−5 की सटीकता प्राप्त करती है। ~ 14° तक पुनः मानचित्रण की आवश्यकता को नकारने के लिए आई. डी. आई. सी. में प्रतिरूपों को विरूपण-सुधार किया जाता है। ये माप हाइड्रोस्टैटिक या वॉल्यूमेट्रिक उपभेदों के बारे में जानकारी प्रदान नहीं करते हैं, क्योंकि जाली विमानों (क्रिस्टलोग्राफिक दिशाओं) के अभिविन्यास में कोई बदलाव नहीं होता है, लेकिन केवल किकुची बैंड की स्थिति और चौड़ाई में परिवर्तन होता है। फिर भी, एच. आर.-ई. बी. एस. डी. विश्लेषण में, जाली विरूपण क्षेत्र की गणना अभी भी मानचित्र में प्रति अनाज एक संदर्भ पैटर्न या बिंदु (ई. बी. एस. पी. 0) के सापेक्ष की जाती है, और यह बिंदु पर जाली विरूपण पर निर्भर है। प्रत्येक दाने में जाली विरूपण क्षेत्र को इस बिंदु के संबंध में मापा जाता है; इसलिए, संदर्भ बिंदु (अनियंत्रित क्रिस्टल के सापेक्ष) पर पूर्ण जाली विरूपण को एचआर-ईबीएसडी लोचदार तनाव और घूर्णन मानचित्रों से बाहर रखा गया है। यह 'संदर्भ पैटर्न समस्या' एक्स-रे विवर्तन में 'डी0 समस्या' के समान है, और एचआर-ईबीएसडी तनाव क्षेत्रों के नाममात्र परिमाण को प्रभावित करती है। हालांकि, संदर्भ पैटर्न (ई. बी. एस. पी. 0) का चयन एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, क्योंकि गंभीर रूप से विकृत ई. बी. एस. पी. 0 मानचित्र मूल्यों में प्रेत जाली विकृतियों को जोड़ता है, इस प्रकार, माप सटीकता को कम करता है। ई. बी. एस. पी. 0 पर स्थानीय जाली विरूपण परिणामी एच. आर.-ई. बी. एस. डी. मानचित्र को प्रभावित करता है, उदाहरण के लिए, तनाव में विकृत एक संदर्भ पैटर्न सीधे एच. आर.-ई. बी. एस. डी. मानचित्र तन्यता तनाव परिमाण को कम करेगा जबकि अप्रत्यक्ष रूप से अन्य घटक परिमाण और तनाव के स्थानिक वितरण को प्रभावित करेगा। इसके अलावा, ई. बी. एस. पी. 0 का चुनाव जी. एन. डी. घनत्व वितरण और परिमाण को थोड़ा प्रभावित करता है, और उच्च जी. एन. डी. घनत्व के साथ एक संदर्भ पैटर्न का चयन क्रॉस-सहसंबंध गुणवत्ता को कम करता है, स्थानिक वितरण को बदलता है और उच्च जाली विरूपण के साथ एक संदर्भ पैटर्न चुनने की तुलना में अधिक त्रुटियों को प्रेरित करता है। इसके अतिरिक्त, ई. बी. एस. पी. 0 के आई. क्यू. और ई. बी. एस. पी. 0 के स्थानीय जाली विकृति के बीच कोई स्पष्ट संबंध नहीं है। पूर्ण तनाव मापन के लिए नकली संदर्भ पैटर्न का उपयोग अभी भी अनुसंधान और जांच का एक सक्रिय क्षेत्र है क्योंकि गहराई के साथ अस्थिर इलेक्ट्रॉन प्रकीर्णन की भिन्नता से कठिनाइयाँ उत्पन्न होती हैं जो गतिशील विवर्तन अनुकरण मॉडल की सटीकता को सीमित करती हैं, और पैटर्न केंद्र का अस्पष्ट निर्धारण जो फैंटम तनाव घटकों की ओर ले जाता है जो प्रयोगात्मक रूप से अधिग्रहित संदर्भ पैटर्न का उपयोग करते समय रद्द हो जाते हैं। अन्य विधियों ने माना कि ई. बी. एस. पी. 0 पर निरपेक्ष तनाव को क्रिस्टल प्लास्टिसिटी फाइनाइट-एलिमेंट (सी. पी. एफ. ई.) सिमुलेशन का उपयोग करके निर्धारित किया जा सकता है, जिसे फिर एच. आर.-ई. बी. एस. डी. डेटा (जैसे, रैखिक 'टॉप-अप' विधि या विस्थापन एकीकरण का उपयोग करके) के साथ जोड़ा जा सकता है ताकि निरपेक्ष जाली विकृतियों की गणना की जा सके। इसके अलावा, जी. एन. डी. घनत्व अनुमान ई. बी. एस. पी. 0 विकल्प के प्रति नाममात्र असंवेदनशील (या नगण्य रूप से निर्भर) है, क्योंकि जी. एन. डी. घनत्व गणना के लिए जाली घूर्णन मानचित्रों में केवल पड़ोसी बिंदु-से-बिंदु अंतर का उपयोग किया जाता है। हालांकि, यह मानता है कि ई. बी. एस. पी. 0 का पूर्ण जाली विरूपण केवल सापेक्ष जाली घूर्णन मानचित्र घटकों को एक स्थिर मूल्य से बदलता है जो व्युत्पन्न संचालन के दौरान गायब हो जाता है, यानी, जाली विरूपण वितरण ई. बी. एस. पी. 0 विकल्प के प्रति असंवेदनशील है। ई. बी. एस. पी. 0 चयन के लिए एक संदर्भ पैटर्न मानदंड का चयन एक या निम्न का मिश्रण हो सकता हैः कम जी. एन. डी. घनत्व या कम कर्नेल औसत गलत अभिविन्यास (के. ए. एम.) वाले बिंदुओं में से चयन करना जो कि हौफ द्वारा मापा गया स्थानीय अनाज गलत अभिविन्यास पर आधारित है; उच्च छवि गुणवत्ता (आई. क्यू.) वाले बिंदुओं में से चयन करना, जिसमें इसकी इलेक्ट्रॉन अंतःक्रिया मात्रा के भीतर कम दोष घनत्व हो सकता है, इसलिए एक पॉलीक्रिस्टलाइन सामग्री का कम दबाव वाला क्षेत्र माना जाता है। हालांकि, आई. क्यू. का कोई स्पष्ट भौतिक अर्थ नहीं है, और मापा गया सापेक्ष जाली विरूपण का परिमाण ई. बी. एस. पी. 0 के आई. क्यू. के प्रति असंवेदनशील है; ई. बी. एस. पी. 0 को व्यक्तिपरक मानदंडों का उपयोग करके संभावित तनाव सांद्रता जैसे अनाज की सीमाओं, समावेशन या दरारों से दूर होने के लिए मैन्युअल रूप से भी चुना जा सकता है; क्रॉस-सहसंबंध पैरामीटर और कोणीय त्रुटि के बीच अनुभवजन्य संबंध की जांच करने के बाद ई. बी. एस. पी. 0 का चयन करना, जो एच. आर.-ई. बी. एस. डी. की सटीकता को अधिकतम करने वाले इष्टतम संदर्भ पैटर्न की पहचान करने के लिए एक पुनरावृत्ति एल्गोरिदम में उपयोग किया जाता है। इन मानदंडों का मानना है कि ये मापदंड संदर्भ बिंदु पर तनाव की स्थिति को इंगित कर सकते हैं, जो 3.2x10−4 तक के लोचदार तनाव के सटीक माप का उत्पादन कर सकते हैं। हालांकि, प्रायोगिक माप विमान के बाहर कतरनी तनाव घटकों के वितरण और परिमाण का निर्धारण करने में एचआर-ईबीएसडी की अशुद्धि की ओर इशारा करते हैं। अनुप्रयोग ई. बी. एस. डी. का उपयोग सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग, भूविज्ञान और जैविक अनुसंधान सहित अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला में किया जाता है। सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग में, ई. बी. एस. डी. का उपयोग धातुओं, मिट्टी के बर्तनों और पॉलिमर की सूक्ष्म संरचना का अध्ययन करने और सामग्री व्यवहार के मॉडल विकसित करने के लिए किया जाता है। भूविज्ञान में, ई. बी. एस. डी. का उपयोग खनिजों और चट्टानों की क्रिस्टलोग्राफिक संरचना का अध्ययन करने के लिए किया जाता है। जैविक अनुसंधान में, ई. बी. एस. डी. का उपयोग जैविक ऊतकों की सूक्ष्म संरचना का अध्ययन करने और हड्डी और दांत जैसे जैविक पदार्थों की संरचना की जांच करने के लिए किया जाता है। बिखरे हुए इलेक्ट्रॉन इमेजिंग ई. बी. एस. डी. डिटेक्टरों में डिटेक्टर के नीचे, बीच में (एम. एस. डी.) और शीर्ष पर आगे बिखरे हुए इलेक्ट्रॉन डायोड (एफ. एस. डी.) हो सकते हैं। फॉरवर्ड-स्कैटर इलेक्ट्रॉन (एफ. एस. ई.) इमेजिंग में एक नमूने की सतह से छोटे कोणों पर बिखरे हुए इलेक्ट्रॉनों को इकट्ठा करना शामिल है, जो सतह की स्थलाकृति और संरचना के बारे में जानकारी प्रदान करता है। एफ. एस. ई. संकेत नमूने के क्रिस्टलोग्राफिक अभिविन्यास के प्रति भी संवेदनशील होता है। एफ. एस. ई. संकेत की तीव्रता और विपरीतता का विश्लेषण करके, शोधकर्ता छवि में प्रत्येक पिक्सेल के क्रिस्टलोग्राफिक अभिविन्यास का निर्धारण कर सकते हैं। एफ. एस. ई. संकेत आमतौर पर ई. बी. एस. डी. विश्लेषण में बी. एस. ई. संकेत के साथ एक साथ एकत्र किया जाता है। बी. एस. ई. संकेत नमूने की औसत परमाणु संख्या के प्रति संवेदनशील होता है, और इसका उपयोग सतह स्थलाकृति और संरचना की छवि बनाने के लिए किया जाता है। क्रिस्टलोग्राफिक अभिविन्यास के बारे में जानकारी प्रदान करने के लिए बीएसई छवि पर एफ. एस. ई. संकेत अधिरोपित किया जाता है। इमेजिंग उपकरण के रूप में ई. बी. एस. डी. डिटेक्टर का उपयोग करते समय छवि निर्माण में बहुत अधिक स्वतंत्रता होती है। डायोड के संयोजन का उपयोग करके बनाई गई छवि को आभासी या वीएफएसडी कहा जाता है। ई. बी. एस. डी. सी. सी. डी. कैमरे के अत्यधिक बाइनिंग द्वारा एस. ई. एम. में धीमी स्कैन इमेजिंग के समान दर से चित्र प्राप्त करना संभव है। एक साथ ली गई छवियों से समग्र छवियां बनाकर रुचि के विपरीत को दबाना या अलग करना संभव है, जो विभिन्न सूक्ष्म संरचना विशेषताओं का आकलन करने के लिए संयोजनों की एक विस्तृत श्रृंखला प्रदान करता है। फिर भी, वी. एफ. एस. डी. छवियों में पारंपरिक ई. बी. एस. डी. मानचित्रों में निहित मात्रात्मक जानकारी शामिल नहीं है; वे केवल सूक्ष्म संरचना के प्रतिनिधित्व प्रदान करते हैं। एकीकृत ई. बी. एस. डी./ई. डी. एस. मानचित्रण जब एक साथ ई. डी. एस./ई. बी. एस. डी. संग्रह किया जा सकता है, तो दोनों तकनीकों की क्षमताओं को बढ़ाया जा सकता है। ऐसे अनुप्रयोग हैं जहां समान संरचना के कारण नमूना रसायन विज्ञान या चरण को अकेले ईडीएस के माध्यम से अलग नहीं किया जा सकता है, और अस्पष्ट संरचना समाधानों के कारण संरचना को अकेले ईबीएसडी के साथ हल नहीं किया जा सकता है। एकीकृत मानचित्रण को पूरा करने के लिए, विश्लेषण क्षेत्र को स्कैन किया जाता है, और प्रत्येक बिंदु पर, हॉफ शिखर और ईडीएस क्षेत्र-के-ब्याज गणना को संग्रहीत किया जाता है। चरणों की स्थिति एक्स-रे मानचित्रों में निर्धारित की जाती है, और प्रत्येक तत्व की मापी गई ईडीएस तीव्रता चार्ट में दी जाती है। अनाज का चयन करने के लिए प्रत्येक चरण के लिए रासायनिक तीव्रता सीमा निर्धारित की जाती है। फिर सभी पैटर्न को ऑफ-लाइन फिर से अनुक्रमित किया जाता है। अभिलिखित रसायन विज्ञान यह निर्धारित करता है कि प्रत्येक बिंदु को अनुक्रमित करने के लिए किस चरण/क्रिस्टल-संरचना फ़ाइल का उपयोग किया जाता है। प्रत्येक पैटर्न को केवल एक चरण द्वारा अनुक्रमित किया जाता है, और विशिष्ट चरणों को प्रदर्शित करने वाले मानचित्र तैयार किए जाते हैं। ई. डी. एस. और ई. बी. एस. डी. के लिए अंतःक्रिया मात्राएं काफी अलग हैं (दसियों नैनोमीटर की तुलना में माइक्रोमीटर के क्रम पर), और अत्यधिक झुके हुए नमूने का उपयोग करके इन मात्राओं के आकार का चरण भेदभाव के लिए एल्गोरिदम पर प्रभाव पड़ सकता है। ई. बी. एस. डी., जब अन्य इन-एस. ई. एम. तकनीकों जैसे कि कैथोडोलुमिनेसेंस (सी. एल.), तरंग दैर्ध्य फैलाव एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी (डब्ल्यू. डी. एस.) और/या ई. डी. एस. के साथ एक साथ उपयोग किया जाता है, तो यह नमूने के गुणों में गहरी अंतर्दृष्टि प्रदान कर सकता है और चरण की पहचान को बढ़ा सकता है। उदाहरण के लिए, खनिज कैल्साइट (चूना पत्थर) और अरागोनाइट (खोल) में एक ही रासायनिक संरचना होती है-कैल्शियम कार्बोनेट (सी. ए. सी. ओ. 3) इसलिए ई. डी. एस./डब्ल्यू. डी. एस. उन्हें अलग नहीं बता सकते हैं, लेकिन उनकी अलग-अलग सूक्ष्म क्रिस्टलीय संरचनाएं हैं इसलिए ई. बी. एस. डी. उनके बीच अंतर कर सकता है। एकीकृत ई. बी. एस. डी./डी. आई. सी. मानचित्रण ई. बी. एस. डी. और डिजिटल छवि सहसंबंध (डी. आई. सी.) का उपयोग सामग्री की सूक्ष्म संरचना और विरूपण व्यवहार का विश्लेषण करने के लिए एक साथ किया जा सकता है। डी. आई. सी. एक ऐसी विधि है जो सामग्री में विरूपण और तनाव क्षेत्रों को मापने के लिए डिजिटल छवि प्रसंस्करण तकनीकों का उपयोग करती है। ई. बी. एस. डी. और डी. आई. सी. के संयोजन से, शोधकर्ता एक साथ किसी सामग्री के बारे में क्रिस्टलोग्राफिक और यांत्रिक जानकारी दोनों प्राप्त कर सकते हैं। यह सूक्ष्म संरचना और यांत्रिक व्यवहार के बीच संबंधों की अधिक व्यापक समझ के लिए अनुमति देता है, जो विशेष रूप से सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग जैसे क्षेत्रों में उपयोगी है। डी. आई. सी. किसी सामग्री में तनाव स्थानीयकरण के क्षेत्रों की पहचान कर सकता है, जबकि ई. बी. एस. डी. इन क्षेत्रों में सूक्ष्म संरचना के बारे में जानकारी प्रदान कर सकता है। इन तकनीकों को मिलाकर, शोधकर्ता देखे गए तनाव स्थानीयकरण के लिए जिम्मेदार तंत्र में अंतर्दृष्टि प्राप्त कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, ई. बी. एस. डी. का उपयोग विरूपण से पहले और बाद में अनाज अभिविन्यास और सीमा गलत अभिविन्यास को निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है। इसके विपरीत, डी. आई. सी. का उपयोग विरूपण के दौरान सामग्री में तनाव क्षेत्रों को मापने के लिए किया जा सकता है। या ई. बी. एस. डी. का उपयोग विरूपण के दौरान विभिन्न पर्ची प्रणालियों के सक्रियण की पहचान करने के लिए किया जा सकता है, जबकि डी. आई. सी. का उपयोग संबंधित तनाव क्षेत्रों को मापने के लिए किया जा सकता है। इन आंकड़ों को परस्पर जोड़कर, शोधकर्ता सामग्री के यांत्रिक व्यवहार में विभिन्न विरूपण तंत्रों की भूमिका को बेहतर ढंग से समझ सकते हैं। कुल मिलाकर, ई. बी. एस. डी. और डी. आई. सी. का संयोजन सामग्री की सूक्ष्म संरचना और विरूपण व्यवहार की जांच के लिए एक शक्तिशाली उपकरण प्रदान करता है। इस दृष्टिकोण को सामग्री और विरूपण स्थितियों की एक विस्तृत श्रृंखला पर लागू किया जा सकता है और इसमें अंतर्निहित यांत्रिक व्यवहार के मौलिक तंत्रों में अंतर्दृष्टि प्राप्त करने की क्षमता है। 3डी ई. बी. एस. डी. 3डी ई. बी. एस. डी. किसी सामग्री की क्रिस्टलोग्राफिक संरचना का त्रि-आयामी मानचित्र बनाने के लिए क्रमिक विभाजन विधियों के साथ ई. बी. एस. डी. को जोड़ती है। तकनीक में एक नमूने को क्रमिक रूप से पतले टुकड़ों में विभाजित करना और फिर प्रत्येक टुकड़े के क्रिस्टलोग्राफिक अभिविन्यास को मैप करने के लिए ई. बी. एस. डी. का उपयोग करना शामिल है। परिणामी अभिविन्यास मानचित्रों को फिर सामग्री की क्रिस्टलोग्राफिक संरचना का एक 3डी मानचित्र उत्पन्न करने के लिए जोड़ा जाता है। क्रमिक विभाजन को विभिन्न विधियों का उपयोग करके किया जा सकता है, जिसमें यांत्रिक पॉलिशिंग, केंद्रित आयन बीम (एफ. आई. बी.) मिलिंग, या अल्ट्रामाइक्रोटॉमी शामिल हैं। विभाजन विधि का चयन नमूने के आकार और आकार, इसकी रासायनिक संरचना, प्रतिक्रियाशीलता और यांत्रिक गुणों के साथ-साथ 3डी मानचित्र के वांछित संकल्प और सटीकता पर निर्भर करता है। पारंपरिक 2डी ईबीएसडी की तुलना में 3डी ईबीएसडी के कई फायदे हैं। सबसे पहले, यह एक सामग्री की क्रिस्टलोग्राफिक संरचना की पूरी तस्वीर प्रदान करता है, जिससे सूक्ष्म संरचना का अधिक सटीक और विस्तृत विश्लेषण किया जा सकता है। दूसरा, इसका उपयोग जटिल सूक्ष्म संरचनाओं का अध्ययन करने के लिए किया जा सकता है, जैसे कि मिश्रित सामग्री या बहु-चरणीय मिश्र धातुओं में पाए जाने वाले। तीसरा, इसका उपयोग समय के साथ सूक्ष्म संरचना के विकास का अध्ययन करने के लिए किया जा सकता है, जैसे कि विरूपण या गर्मी उपचार के दौरान। हालाँकि, 3डी ई. बी. एस. डी. की भी कुछ सीमाएँ हैं। इसके लिए व्यापक डेटा अधिग्रहण और प्रसंस्करण, टुकड़ों के बीच उचित संरेखण की आवश्यकता होती है, और यह समय लेने वाला और कम्प्यूटेशनल रूप से गहन हो सकता है। इसके अलावा, 3डी मानचित्र की गुणवत्ता व्यक्तिगत ई. बी. एस. डी. मानचित्रों की गुणवत्ता पर निर्भर करती है, जो नमूना तैयार करने, डेटा अधिग्रहण मापदंडों और विश्लेषण विधियों जैसे कारकों से प्रभावित हो सकते हैं। कुल मिलाकर, 3डी ई. बी. एस. डी. तीन आयामों में सामग्री की क्रिस्टलोग्राफिक संरचना का अध्ययन करने के लिए एक शक्तिशाली तकनीक है, और इसका व्यापक रूप से सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग अनुसंधान और विकास में उपयोग किया जाता है। टिप्पणियाँ संदर्भ आगे पढ़ने के लिए बाहरी लिंक कोड वीडियो विवर्तन वैज्ञानिक तकनीक स्पेक्ट्रोस्कोपी