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第九章 晶体薄膜衍衬成像 现代材料微观分析方法 材料科学与工程学院 罗 勇 sulyflying@cumt.edu.cn 材料学院 A411 第九章衍 衬 成 像 本章主要学习的内容: 1.衍衬成像原理 本章重点: 1.衍衬成像原理 2.明暗场衬度 本章难点: §9-1 概述 如何提高电子显微镜的分辨率？？？ 采用复型技术可以提高到几个纳米左右； 复型颗粒影响、不能对内部组织进行观察。 复型：样品表面形貌的复制，其原理与侦破案件时用石膏复制罪犯鞋底花纹相似，这是一种间接的分析方法，通过复型制备出来的样品是真实样品表面形貌组织结构细节的薄膜复制品。 复型材料应具备的条件： 复型材料本身必须是非晶态材料； 复型材料的粒子尺寸必须很小； 复型材料应具备耐电子轰击的性能。 质厚衬度原理是建立在非晶体样品中原子对入射电子的散射和投射电子显微镜小孔径角成像基础上的成像原理，是解释非晶态样品电子显微图像衬度的理论依据。 § 9-2 薄膜制备 薄膜制备的基本要求？？？ 薄膜样品的组织结构必须和大块样品相同，在制备过程中，组织结构不发生变化； 样品相对于电子束而言必须有足够的透明度； 薄膜样品应有一定强度和刚度； 在制备过程中不允许表面产生氧化和腐蚀。 工艺过程 切割0.3-0.5 mm厚的薄片（电火花切割）； 样品的预先减薄：机械法和化学法； 最终减薄：双喷电解抛光法。 在透射电子显微镜下观察晶体薄膜样品所获得的图像，其衬度特征与该晶体材料同入射电子束交互作用产生的电子衍射现象直接有关，此种衬度被称为衍射衬度，简称“衍衬”。 由于样品中不同位向的晶体的衍射条件不同而造成的衬度差别叫衍射衬度； § 9-3 衍衬成像原理 衍射衬度成像：由于晶体试样结构振幅不同和满足布拉格条件的程度不同使得透射电子束强度发生变化，透射到荧光屏上的强度是不均匀的，这种强度的不均匀所获得的电子像称为衍射衬度成像. 明场像 暗场像 中心暗场像 明场像（BF）：让投射束通过物镜光阑而把衍射束挡掉得到的图像衬度叫做明场成像，所得到的像叫明场像； 暗场像（DF）：用物镜光栏挡住透射束及其余衍射束，只让一束强衍射束通过光栏参与成像的方法，称为暗场成像， 得到暗场像； 中心暗场像(CDF)：入射电子束相对衍射晶面一定角度，物镜光阑仍在光轴位置，此时衍射斑将移到透镜的中心位置，该衍射束通过物镜光栏形成的衍衬像称为中心暗场像，中心暗场成像比普通暗场成像清晰。 第九章 晶体薄膜衍衬成像