7. 第六章 電子與物质的交互作用.pptVIP

教案 第六周, 3学时;材料近代分析测试方法;引言 电镜的发展历史; 中国1958年研制成功透射式电子显微镜，其分辨本领为3纳米，1979年又制成分辨本领为0.3纳米的大型电子显微镜。 为了能研究较厚的金属样品，法国杜洛斯电子光学实验室已经研制出加速电压为3500千伏的超高压电子显微镜。 ;光学显微镜的局限性 电子波的波长 电磁透镜;光学显微镜的局限性;最小分辨距离计算公式 其中 ——最小分辨距离 ——波长 ——透镜周围的折射率 ——透镜对物点张角的一半， 称为数值孔径，用 N.A 表示;由于光的衍射，使得由物平面内的点O1 、 O2 在象平面形成B1 、 B2圆斑（Airy斑）。若O1 、 O2靠的太近，过分重叠，图象就模糊不清。 ; ;图（c）两个Airy斑 明显可分辨出。;对于光学显微镜，N.A的值均小于1，油浸透镜也只有1.5-1.6，而可??光的波长有限，因此，光学显微镜的分辨本领不能再提高。 提高透镜的分辨本领：增大数值孔径是困难的和有限的，唯有寻找比可见光波长更短的光线才能解决这个问题。 ;电子的波长;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.; 用电子束作光源，用电磁场作透镜。 电子束的波长要比可见光和紫外光短得多，并且电子束的波长与发射电子束的电压平方根成反比，和电子束的能量有关:波长=hc/E,也就是说电压越高波长越短。目前TEM的分辨力可达0.2nm。 可见光的波长约为300～700纳米,而电子束的波长与加速电压有关。当加速电压为50～100千伏时,电子束波长约为0.0053～0.0037纳米。 ;现在电子显微镜最大放大倍率超过300万倍，而光学显微镜的最大放大倍率约为2000倍，所以通过电子显微镜就能直接观察到某些重金属的原子和晶体中排列整齐的原子点阵。 ;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.; 电子透镜的象差与分辨本领 电磁透镜也存在缺陷，使得实际分辨距离远小于理论分辨距离，对电镜分辨本领起作用的象差有几何象差（球差、象散等）和色差。 几何象差是因为透镜磁场几何形状上的缺陷而造成的； 色差是由于电子波的波长或能量发生一定幅度的改变而造成的。 ;6.1 散 射 (P69);6.1.1 原子核对电子的弹性散射;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;散射因子：;6.1.2 原子核对电子的非弹性散射;6.1.3 核外电子对入射电子的非弹性散射;6.2 高能电子与样品物质交互作用产生的电子信息;芯电子激发：;式中 δ SE = ISE/IP;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;2) 空间分辨率高;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;3、信号收集效率高;6.2.2 背散射电子（BE）;E0处是弹性散射峰，50eV的低能端较宽的二次电子峰，之间是非弹性散射电子构成的背景，用高灵敏度的检测装置，可发现其中仍有微弱电子峰，它们是俄歇电子峰及特征能量损失峰。;我们这里要利用的是那些能量较高，接近于E0的背散射电子。其特点如下：;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;6.2.3 吸收电子(AE);6.2.4 特征X射线及俄歇电子;Evaluation only. Create