透射电子显微镜(TEM)详解.pptVIP

第五章 透射电子显微镜（TEM） TEM：波长极短电子束 电磁透镜聚焦 高分辨率 高放大倍数 透射电镜与光学显微镜比较 TEM结构：电子光学系统、真空系统、 供电系统 一、电子光学系统 1.照明系统 作用：提供亮度高、照明孔径角小、束流稳定的照明源 组成：电子枪、聚光镜、平移对中及倾斜调节装置 （1）电子枪 热阴极三级电子枪 阴极：发射热电子；阳极；加速阴极发射出来的电子；栅极：汇聚电子束和稳定电子束流 注：热电子发射源、场发射源 （2）聚光镜 作用：将有效光源会聚到样品上 控制照明孔径角、照明亮度、束斑大小 保证照射到样品上的电子束强度高、直径小、相干性好 双聚光镜：强磁透镜，使光斑缩小 弱磁透镜，将有效光源会聚到样品上 聚光镜光阑： 位置：在双聚光镜系统中，光阑常装在第二聚光镜的下方。光阑孔的直径为20-400?m。作一般分析观察时，聚光镜的光阑孔直径可用200-300 ?m。 作用：限制照明孔径角。 （3）平移对中倾斜调节 垂直照明：适于明场 电子束轴线与成像系统合轴 倾斜照明：适于暗场 电子束轴线与成像系统成一定角度 2.样品室 样品铜网 侧插式倾斜装置 移动-选择视场 倾斜-晶体结构分析 双倾样品台 3.成像系统 物镜、中间镜、投影镜三级成像 作用：反映样品内部特征的透射电子转变为可见光图像或电子衍射谱并投射到荧光屏或照相底板上 （1）物镜 高放大倍率、短焦距的强磁透镜 作用：形成第一幅高分辨率的电子像或电子衍射谱 透射电镜的分辨率很大程度上取决于物镜 分辨率主要决定于极靴的形状和加工精度 物镜光阑（衬度光阑）： 位置：物镜的后焦面上 作用：*限制孔径角大小，提高衬度和分辨率； 常用物镜光阑孔的直径是20-120 ?m范围。电子束通过薄膜样品后会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。 使物镜孔径角减小，减小像差，提高分辨率 *形成暗场像 套取衍射束的斑点成像 选区光阑（视场光阑、场限光阑）： 位置：放像平面上 作用：挡掉大角度散射电子，提高衬度； 作选区衍射 一般选区光阑孔的直径位于20—400?m。 （2）中间镜 可变倍率的弱磁透镜 作用：①将物镜形成的一次电子像或衍射谱进行放大，投射到投影镜物平面，形成第二幅电子像或衍射谱 ②调节总放大倍数 （3）投影镜 作用：将经中间镜放大（或缩小）的像（或电子衍射花样）进一步放大，并投影到荧光屏上 短焦距的强磁透镜 目前，高性能的透射电镜都采用5级透镜放大，即中间镜和投影镜有两级 （4）成像原理 平行电子束与样品相互作用产生衍射束经透镜聚焦后形成各级衍射谱 各级衍射谱发出的波相互干涉重新在像平面上形成反映样品特点的像 4.观察和记录系统 照相观察和记录装置包括荧光屏和照明机构，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掀往一例垂直竖起，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．显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。 二、真空系统和供电系统 为了保证电子电子束在整个通道中只与试样发生相互作用，而不与空气分子发生碰撞，因此，整个电子通道从电子枪至照相底板盒都必须置于真空系统之内。 透射电镜需要两部分电源：一是供给电子枪的高压部分，二是供给电磁透镜的低压稳流部分。 Tecani G2 型透射电子显微镜 JEM2010F型透射电子显微镜 三、TEM分辨本领和放大倍数的测定 1.分辨率的测定 点分辨率 拍摄铂、铂－铱等粒子像 粒子间最小距离/总放大倍数 晶格分辨本领 拍摄定向单晶薄膜晶格像 2. 放大倍数的测定 衍射光栅复型作标样 光栅条纹像的平均间距/实际光栅条纹间距 已知球径的塑料小球作标样 定向单晶薄膜作标样 * * 阴极（接 负高压） 栅极（比阴极 负100~1000伏） 阳极 电子束 聚光镜 试样 * * * *