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透射电镜（TEM） ◆透射电镜的电子光学 ◆透射电镜的结构 ◆透射电镜的电子衍射 ◆透射电镜的显微成像 ◆光源---电子波 电子显微镜的照明光源是电子波。电子波的波长取决于电子运动的速度和质量，即 根据质能方程 最后得到 ◆透镜---磁透镜 ◆成像---公式 ◆成像---衍射误差 △I=19%I时,能分辨出两相斑,此时两相斑距离等于埃利斑半径，推出下公式： ◆ 分辨率---最佳孔径角 A=0.4-0.55,所以电磁透镜的最佳分辨率0.1nm ◆ 分辨率---景深和焦长 景深:不影响分辨率条件下,电磁透镜物平面允许的轴向偏差。 焦长: 不影响透镜分辨率条件下,像平面可沿轴向平移距离。 ◆真空系统 ◆供电系统 照明系统 组成: 电子枪、聚光镜等. 作用: 提供一束高亮度、孔径半角小、 平行度好、束流稳定的电子波 成像系统 这部分有试样室（位于照明部分和物镜之间，它的主要作用是通过试样台承载试样，移动试样）、物镜、中间镜、投影镜等组成。 观察记录系统 这部分由荧光屏和照相机构组成。在分析电镜中，还有探测器和电子能量分析附件。 在荧光屏下面放置一个可以自动换片的照相暗盒，照相时只要把荧光屏镟网一侧垂直竖起，电子束即可使照相底片曝光。由于透射电子显微镜的焦长很大，虽然荧光屏和底片之间有数厘米的间距，但仍能得到清晰的图像。 ◆ 分辨率 表示方法: 点分辨率: 能分辨试样两点最小距离. 1.5—2A0 线分辨率(晶格分辨率): 能分辨试样两线最小距离. 1—1.5A0. 测定 点分辨率: 真空蒸发铂、铂-铱等,得到粒度0.5~1nm,间距0.2-1nm粒子,分布在支撑薄上,在TEM中成像,测出两粒子最小间距 ,则 最小间距 /M. 线分辨率(晶格分辨率): 外延生长获定向单晶膜,使已知晶面与支撑薄垂直,摄晶格像,能观察到的最小面间距. 电子衍射使得同一试样上将形貌观察与结构分析结合起来。 电子衍射,其衍射几何与X射线完全相同,都遵循布拉格方程所规定的衍射条件和几何关系. 衍射方向可以由厄瓦尔德球(反射球)作图求出.因此,许多问题可用与X射线衍射相类似的方法处理。 ◆电子衍射的优点 衍射角小。 略微偏离布拉格方程的点也能发生衍射。 衍射花样可以直观地辨认出一些晶体的结构和有关取向关系，使晶体结构的研究比X射线简单。 物质对电子散射能力强，因此衍射束的强度大，约为X射线一万倍，曝光时间短。 ◆电子衍射的缺点 电子衍射强度有时几乎与透射束相当，以致两者产生交互作用，使电子衍射花样，特别是强度分析变得复杂，不能象X射线那样从测量衍射强度来广泛的测定结构。 此外，散射强度高导致电子透射能力有限，要求试样薄，这就使试样制备工作较X射线复杂；在精度方面也远比X射线低。 ◆电子衍射原理 ◆ Bragg定律 ◆ 倒易点阵与爱瓦尔德球图解法 ◆ 晶带定律与零层倒易界面 ◆ 结构因子 ◆ 偏离矢量与倒易点阵扩展 ◆ 电子衍射基本公式 *Bragg定律 选择反射 满足 2d sinq = n l，2dHKL sinq =l ,这是发生衍射的必要条件，但不是充分条件。 衍射角比较小 如 100kV, l=0.037?，sinq = l/2dHKL=10-2,  q≈10-21o *结构因子 反映各晶面衍射强度大小, 将 大小考虑到各倒易点中,则 大小为各 倒易阵点的权重 . *爱瓦尔德球图解法 布拉格定律的爱瓦尔德球图解法直观表达： 由几何计算可得：2Ksinθ=g 又因为:g=1/d,k=1/λ 所以：2dsinθ=λ，即为布拉格方程。 *倒易点阵 正点阵基矢与倒易点阵基矢之间的关系： a·a*= b·b*= c·c*=1 a·b*= a·c*= b·a*= b·c*= c·a*= c·b*= 0 g=ha*+kb*+lb*晶体点阵和倒易点阵实际是互为倒易 *晶带定律与零层倒易界面 在正点阵中同时平行于某一晶向的一组晶面构成一个晶带，这一晶向称为这一晶带的晶轴。 如果电子束沿晶轴方向入射，通过原点O*的倒易平面只有一个，被称为零层倒易面，用（uvw）0*表示。 g·r=0晶带定律 *偏离矢量与倒易点阵扩展 从几何意义上来看，电子束方向和晶带轴方向平行时（即对称入射），零层倒易截面上除原点O*以外的各倒易阵点不可能与爱瓦尔德球相交，因此各晶面都不会产生衍射。 实际上，对称入射时这些也能发生衍射 产生电子衍射的条件 满足布拉格方程：2d sinq = n