电子显微镜讲义.pptxVIP

第1页/共85页电子显微镜讲义第2页/共85页0 绪论——材料研究的重要性材料是社会发展的基石和支柱新材料是科技发展的先导材料研发和应用能力体现了国家的竞争力第3页/共85页材料科学基础的地位 人类社会发展的历史阶段常常用当时主要使用的材料来划分。从古代到现在人类使用材料的历史共经历了七个时代，各时代的开始时间： w /classware/clkx/menu/cailiao/dzja/ppt(web)/材料科学的历史〉〉300,000%20BC——3,500%20BC5.htm石器时代（公元前10万年）w /classware/clkx/menu/cailiao/dzja/ppt(web)/材料科学的历史〉〉3,000%20BC——1,886%20AD6.htm青铜器时代（公元前3000年）w /classware/clkx/menu/cailiao/dzja/ppt(web)/材料科学的历史〉〉1,939%20AD——NOW7.htm铁器时代（公元前1000年）w 水泥时代（公元0年） w 钢时代（1800年） w 硅时代（1950年） w 新材料时代（1990年） 第4页/共85页因为材料的应用获得的益处： 秦帝国的统一——青铜兵器性能的提高和兵器标准化制备。 航海时代的开始——指南针的使用（磁性材料）工业革命——钢铁材料的发展信息时代——半导体材料、单晶硅、光纤材料航空航天——有色轻金属合金、复合材料、先进陶瓷材料 第5页/共85页α性能可以提高百倍普通塑料聚偏氟乙烯压电、热电材料β聚合物的性能结构依赖性晶体尺寸晶体取向晶体类型第6页/共85页0.2mm 200nm 1nm 0.2nm o.1nm 0.01nm聚合物多层次结构人眼光学显微镜扫描电子显微镜透射电子显微镜扫描探针显微镜SpheruliteStacked lamellar structure in a spheruliteFolded chains packed in a crystalline lamellae?mnmCrystal structure? 第7页/共85页显微术：光学、电子、扫描探针SPMTEMSEMLM第8页/共85页显微镜简介1986年, 鲁斯卡、宾尼和罗雷尔被授予诺贝尔物理学奖．Ernst Ruska1906-1988第9页/共85页 第一代显微镜——光学显微镜 1830年代后期为M.Schleide和T.Schmann所发明；它使人类“看”到了致病的细菌、微生物和微米级的微小物体，对社会的发展起了巨大的促进作用，至今仍是主要的显微工具 .第10页/共85页1932年Ruska电子显微镜Knoll第二代显微镜——电子显微镜 20世纪三十年代早期卢斯卡（E.Ruska）等发明了电子显微镜，使人类能”看”到病毒等亚微米的物体，它与光学显微镜一起成了微电子技术的基本工具。第11页/共85页扫描隧道显微镜1982年第三代显微镜——扫描探针显微镜（SPM） 也可简称为纳米显微镜。1982年宾尼和罗雷尔发明了扫描隧道显微镜（STM），使人类实现了观察单个原子的原望；1985年宾尼发明了可适用于非导电样品的原子力显微镜（AFM），也具有原子分辨率，与扫描隧道显微镜一起构建了扫描探针显微镜（SPM）系列。从1830年到1982年150年内，人类眼睛的也从200nm“看”到了0.1nm，提高了2000倍。第12页/共85页第二章 电子显微镜基础第13页/共85页2.1 几何光学成像及光学显微镜结构回顾2.1.1 几何光学成像透镜成像的高斯公式u 是物距；v 是像距f是焦距第14页/共85页2.1.2 光学显微镜结构第15页/共85页你们见过几种光学显微镜？光学显微镜有多种分类方法：1.按使用目镜的数目可分为双目和单目显微镜；2.按图像是否有立体感可分为立体视觉和非立体视觉显微镜；3.按观察对像可分为生物和金相显微镜等；4.按光学原理可分为偏光、相衬和微差干涉对比显微镜等；5.按光源类型可分为普通光、荧光、紫外光、红外光和激光显微镜等；6.按接收器类型可分为目视、数码（摄像）显微镜等。常用的显微镜有双目体视显微镜、金相显微镜、偏光显微镜、荧光显微镜等。第16页/共85页2.1.3 光学显微镜成像借助于一个单镜头，放大率总是受到限制。显微镜则由两组透镜组成，每组透镜相当于一个凸透镜。对这物体的一组叫做物镜，对着眼睛的一组叫做目镜。物镜是一个短焦距的凸透镜，其作用是得到放大的物体的实像，目镜则起放大镜的作用，是一个焦距比物镜长的凸透镜，物镜的向成在目镜焦点以内，经过目镜在明视距离附近成一个放大的虚像。u1u2人眼v1v2第17页/共85页2.1.3 光学显微镜局限分辨率定义： 任何显微镜的用