第08章透射电子显微镜.ppt

内容回顾：电子光学基础;第八章 透射电子显微镜;§ 8-1 透射电子显微镜的结构和成像机理;;TEM发展简史;近代TEM发展史上三个重要阶段;各国代表人物;为什么要用TEM?;为什么要用TEM?;为什么要用TEM?;5万倍;规则微孔;规则介孔; 通常透射电镜由电子光学系统、电源与控制系统、真空系统、和循环冷却系统组成，其中电子光学系统是电镜的主要组成部分。;§ 8-1 透射电子显微镜的结构和成像机理;§ 8-1 透射电子显微镜的结构和成像机理;§ 8-1 透射电子显微镜的结构和成像机理;灯丝;§ 8-1 透射电子显微镜的结构和成像机理;§ 8-1 透射电子显微镜的结构和成像机理;（二）聚光镜;§ 8-1 透射电子显微镜的结构和成像机理;从聚光镜到物镜;§ 8-1 透射电子显微镜的结构和成像机理;成像系统; 物镜是一个强激磁短焦距的透镜，它的放大倍数较高，一般为100-300倍。目前，高质量的物镜其分辨率可达0.1nm左右。;（一）物镜; 光学透镜的焦距是固定的。电磁透镜的焦距是可以通过调节电流大小来改变。 在用透射电子显微镜进行图像分析时，物镜和样品之间和距离固定不变的，（即物距L1不变）。因此改变物理学电镜放大倍数进行成像时，主要是改变物镜的焦距和像距（即f 和 L2）来满足成像条件。;（二）中间镜;（三）投影镜;成像电子束进入投影镜时孔径角很小（约10-5rad）,因此它的景深和焦长都非常大。即使显微镜的总放大倍数有很大的变化，也不会影响图像的清晰度。 如果中间镜的像平面出现一定的位移，这个位移距离仍处于投影镜的景深范围之内，因此，在荧光屏上的图像仍旧是清晰的。 ;§ 8-1 透射电子显微镜的结构和成像机理;§ 8-1 透射电子显微镜的结构和成像机理; 如果把中间镜的物平面和物镜的像平面重合，则在荧光屏上得到一幅放大像，这就是电子显微镜中的成像操作，如右图（a）所示。 如果把中间镜的物平面和物镜的背焦面重合，则在荧光屏上得到一幅电子衍射花样，这就是电子显微镜中的电子衍射操作，如右图（b）所示。;成像操作与衍射操作的区别：;成像系统;§ 8-1 透射电子显微镜的结构和成像机理;透射电镜的主要部件---样品台;样品台与试样;§ 8-2 主要部件的结构与工作原理;§ 8-2 主要部件的结构与工作原理;透射电镜的主要部件---消像散器;透射电镜的主要部件---光阑;（一）第二聚光镜光阑;聚光镜光阑的作用是限制照明孔径角。在双聚光镜系统中，安装在第二聚光镜下方的焦点位置。光阑孔的直径为20～400μm。作一般分析观察时，聚光镜的光阑孔径可用200～300μm，若作微束分析时，则应采用小孔径光阑。;（二）物镜光阑;电子束通过薄膜样品后产生散射和衍射。散射角(或衍射角)较大的电子被光阑挡住，不能继续进入镜筒成像，从而就会在像平面上形成具有一定衬度的图像。 光阑孔越小，被挡去的电子越多，图像的衬度就越大，这就是物镜光阑又叫做衬度光阑的原因。 加入物镜光阑使物镜孔径角减小 减小像差，得到质量较高的显微图像。 ;物镜光阑的另一个主要作用是在后焦面上套取衍射束的斑点（即副焦点）成像，这就是所谓暗场像。利用明暗场显微照片的对照分析，可以方便地进行物相鉴定和缺陷分析。 透射束成像 明场像 衍射束成像 暗场像 ;（三）选区光阑;对这个微区进行衍射分析叫做选区衍射。 由于样品上待分析的微区很小，一般是微米数量级。制作这样大小的光阑孔在技术上还有一定的困难，??之小光阑孔极易污染，因此，选区光阑都放在物镜的像平面位置。这样布置达到的效果与光阑放在样品平面处是完全一样的。 这样光阑孔的直径就可以做的比较大。如果物镜的放大倍数是50倍，则一个直径等于50μm的光阑就可以选择样品上直径为1μm的区域。 ;选区光阑同样是用无磁性金属材料制成的，一般选区光阑孔的直径位于20～400μm范围之间，它可制成大小不同的四孔一组或六孔一组的光阑片，由光阑支架分档推入镜筒。 ;不同类型的光阑;§ 8-1 透射电子显微镜的结构和成像机理;§ 8-1 透射电子显微镜的结构和成像机理;§ 8-2 主要部件的结构与工作原理;§ 8-2 主要部件的结构与工作原理;§ 8-2 主要部件的结构与工作原理;§ 8-2 主要部件的结构与工作原理;§ 8-2 主要部件的结构与工作原理;§ 8-2 主要部件的结构与工作原理;针状TiO2晶粒;§ 8-2 主要部件的结构与工作原理; 透射电镜的功能及发展 ;1、功能的扩展;分析型透射电子显微镜;分析型透射电子显微镜;分析型透射电子显微镜;2、高分辨透射电子显微镜;超高压电镜;2、高分辨透射电子显微镜;3、计算机技术的应用;总 结;总 结;小测试;小测试