透射电镜的主要性能指标.ppt

第三节透射电子显微分析
透射电子显微镜
,透射电镜的结构
透射电镜主要由光学成像系统、真空系统和电
气系统三部分组成。
1)光学成像系统
照明部分
是产生具有一定能量、足够亮度和适当小
孔径角的稳定电子束的装置,包括
电子枪
聚光镜
N阴极
电子枪
控制极
点平面
50m束斑
m束斑
等位线
杂散电子
交叉点
阳极z/Z
第二个像
样品平面—-⊥
0m束斑
(a)
图2-24发又式钨丝阴极三极电子枪示意图
图225单聚光镜和双聚光镜工作原理比较
(a)单聚光镜;(b)双聚光镜合适激磁;(c)双聚光镜高激磁
Emission chamber
knelt
Gun alignment coils
Condenser 1 lens
Condenser 2 lens
四N
odense
perture holder
Objective Cond. lans
Beam deflection coils
ure holder
Objective Image lens
Image deflection coils
Intermediate lens
Projector 1 lens
Shutter col
Projector 2 lens
Binocular
Projection chamber
样品物镜
物镜关闭
第一级实像
中间镜
中间镜
第二级实像
投影镜
实像
第一级实
投影镜
终像一
终镜
(b)
图226成像光路
(a)高放大倍数成像;(b)中放大倍数成像;()低放大倍数成像
Specimen tilting holder
Beryllium specimen tilting holder
@
Specimen heating holder
Convergent-beam electron diffraction pattern
Specimen heating-tilting holder
from Si (111)
Specimen cooling holder
0204nm
Specimen cooling-tilting holder
Au lattice image in a nm diameter orobe
真空系统
电子显微镜镜筒必须具有髙真空,这是因为
若镜筒中存在气体,会产生气体电离和放电现象
电子枪灯丝受氧化而烧断
高速电子与气体分子碰撞而散射,降低成像衬度
及污染样品
电子显微镜的真空度要求在104-106Torr
电气系统
主要有灯丝电源和高压电源,使电子枪产生稳定
的高照明电子束;各个磁透镜的稳压稳流电源;电
气控制电路。
2、透射电镜的主要性能指标
(1)分辨率
是透射电镜的最主要的性能指标,它反应了电镜显
示亚显微组织、结构细节的能力。用两种指标表示:
◆点分辨率:表示电镜所能分辨的两个点之间的最小
距离。
令线分辨率:表示电镜所能分辨的两条线之间的最小
距离
(2)放大倍数
是指电子图象对于所观察试样区的线性放大率
(3)加速电压
是指电子枪的阳极相对于阴极的电压,它决定了
电子枪发射的电子的能量和波长
透射电子显微像
使用透射电镜观察材料的组织、结构,需具备以
下两个前提:
制备适合TEM观察的试样,厚度100~200mm,甚
至更薄
建立阐明各种电子图象的衬度理论。
对于材料研究用的TEM试样大致有三种类型
经悬浮分散的超细粉末颗粒
一定方法减薄的材料薄膜。
用复型方法将材料表面或断口形貌复制下来的复
型膜。
质厚衬度(散射衬度)
对于无定形或非晶体试样,电子图象的衬度是
由于试样各部分的密度和厚度不同形成的,这种衬
称为质(量)厚(度)衬度(散射衬度)
由于样品的不均匀性,即同一样品的相邻两点,
可能有不同的样品密度、不同的样品厚度或不同的
组成,因而对入射电子有不同的散射能力
散射角大的电子,由于光阑孔径的限制,只有
部分散射电子通过光阑参与成像,形成图象中的暗
点;相反,散射角小的电子,大部分甚至全部通过
物镜光阑参与成像,形成图象的亮点;这两方面共
同形成图象的明暗衬度,这种衬度反映了样品各点
在厚度、密度和组成上的差异,如下图。
图2-36变埃洛石(与高岭石共生
,,
一以散射衬度像