9透射电子显微镜材料.ppt

§8-1 透射电子显微镜的结构与成像原理 §8-2 主要部件的结构与工作原理 §8-3 透射电子显微镜分辨本领和放大倍数测定;本章重点：;§8-1 透射电子显微镜的结构与成像原理;TEM的结构：;一 概述 TEM的光路成像原理 电子枪发射电子束 经聚光镜聚焦 照明样品 电子束穿过样品 在物镜的背焦面上形成衍射花样 在物镜的像平面上形成显微图像 图像被中间镜和投影镜逐步放大 在荧光屏或感光底片上成像 ;图 透射显微镜构造原理和光路;镜筒内为什么保持高真空状态： ⑴ 防止高速电子受空气分子碰撞而改变运动轨迹； ⑵ 避免因空气分子电离而引起放电而破坏了电子枪电极间的绝缘； ⑶避免阴极氧化及样品污染。 ;3 为什么使用电磁透镜？ 使用静电透镜（用电场聚焦）需要高压，给设备的设计和操作带来不便。 故现代电镜中静电透镜只在电子枪中使用；而聚光镜、物镜、中间镜和投影镜则都采用电磁透镜（用磁场聚焦），可以通过改变激磁电流来调节透镜的聚焦能力。;4 TEM和光学透射显微镜的异同;（6）放大倍数及分辨率不同； （7）景深焦长不同。;二. 电子光学系统的结构;1.电子枪 作用：提供电子束，最常用的是热阴极电子枪。 钨丝阴极：发射电子 栅极 ：稳定电子流 使电子汇聚成束（50μm电子源） 阳极 ：加速电子 ;图 电子枪 (a)自偏压回路 (b)电子枪内的等电位面;聚光镜;图 照明系统光路 ;㈡ 成像系统;b.物镜的特点：;2. 中间镜;图 透射电镜成像系统的两种基本操作 (a)将衍射谱投影到荧光屏 (b)将显微像投影到荧光屏 ;b. 中间镜特点 ⑴ 弱激磁长焦距； ⑵ 可变倍率，可在0~20倍调节（其放大倍数大于 1，放大物镜像；放大倍数小于1时，缩小物镜像）。 （ 总放大倍数为物镜、中间镜、投影镜三级放 大倍数的乘积） 3. 投影镜 ⑴ 作用：把中间镜放大或缩小的像（电子衍射花样）进一步放大并投影到荧光屏； ⑵ 特点：a 强激磁短焦距； b 孔径角很小，因此景深和焦长都非 常大。;㈢ 观察记录系统;二. 成像方式;⑵ 中放大倍数成像：利用中间镜来缩小物镜像， 再利用投影镜放大，中间镜像放大倍数为几千~ 几万倍。 ⑶ 低倍放大成像: 减少透镜数目或放大倍数，例如关闭物镜，减弱中间镜的激磁强度，使中间镜起着长焦距物镜作用，投影镜以中间镜像为物，成像于荧光屏，放大倍数几百倍。;2. 衍射成像;§8-2 主要部件的结构与工作原理;用于承载样品的基底——铜网;应满足的要求 ⑴ 铜网应牢固地夹持在样品座中并保持良好的 热电接触，应减小电子照射引起的热堆积和 电荷堆积，以免使样品损伤或图像漂移； ⑵ 样品台能够平移，以确保样品铜网上大部分 区域都能观察到； ⑶ 样品移动机构要有足够的精度； ⑷ 样品能相对于电子束照射方向作有目的的倾 斜，以便从不同方位获得各种形貌和晶体学 信息。 3. 常用的倾斜装置——斜插式倾斜装置（见下图） 构成：圆柱分度盘——显示倾斜的度数 样品杆——承载样品，可旋转使样品倾斜;二. 电子束倾斜与平移装置;图 电子束平移和倾斜的原理图 (a)平移; (b)???斜;三. 消像散器;图 电磁式消像散器示意图;四. 光阑;图 抗 污 染 光 阑;;图 点分辨率的测定(真空蒸镀金颗粒);二. 晶格分辨本领的测定;三. 放大倍数的测定;左图为晶格分辨率测定 金(220),(200)晶格像 下图为 1152条/mm衍射 光栅复型放大像 (a)5700倍; (b)8750倍; 当对放大倍数精度要求较高时：在样品表面上放少量尺寸均匀、并精度已知球径的塑料小球作为内标准测定放大倍数。 在高放大倍数（如10万倍以上）情况下，用外延生长法制得的定向单晶薄