电子显微镜-TEM讲述.pptx

电子显微镜—TEM 目录 一、电子显微镜简介 二、基础知识 三、透射电镜原理和结构 四、透射电镜的成像原理 一、电子显微镜简介 电子显微镜是利用电子束对样品放大成像的一种显微镜，包括扫描电镜（Scanning Electron Microscopy, SEM）和透射电镜(Transmission Electron Microscopy，TEM）两大类型，其分辨率最高达到0.01nm，放大倍率 高达1500 000倍，借助这种 显微镜我们能直接观察到物 质的超微结构。 二、基础知识 基础知识 三、透射电镜原理和结构 3.1 透射电镜的基本原理 透射电子显微镜（Transmission electron microscope，缩写TEM），简称透射电镜，是把经加速和聚集的电子束投射到非常薄的样品上，电子与样品中的原子碰撞而改变方向，从而产生立体角散射。散射角的大小与样品的密度、厚度相关，因此可以形成明暗不同的影像，影像将在放大、聚焦后在成像器件（如荧光屏、胶片、以及感光耦合组件）上显示出来。 具有一定能量的电子束与样品发生作用，产生反映样品微区厚度、平均原子序数、晶体结构或位向差别的多种信息。 透射电镜原理和结构 3.2 透射电镜的结构 透射电镜原理和结构 四、透射电镜的成像原理 4.1 成像的类型 1、复型像：反映试样表面状态的像，衬度取决于复型试样的原子序数和厚度； 2、衍衬像：反映试样内部的结构和完整性，起源于衍射光束； 3、相衬像：由透射束和一束以上的衍射束相互干涉产生的像。 透射电镜的成像原理 4.2 质厚衬度 4.2.1.原子核和核外电子对入射电子的散射 供观察形貌结构的复型样品和非晶态物质样品的衬度是质厚衬度 经典理论认为散射是入射电子在靶物质粒子场中受力而发生偏转。可采用散射截面的模型处理散射问题，即设想在靶物质中每一个散射元(一个电子或原子核)周围有一个面积为σ的圆盘，圆盘面垂直于入射电子束，并且每个入射电子射中一个圆盘就发生偏转而离开原入射方向；未射中圆盘的电子则不受影响直接通过。 透射电镜的成像原理 4.2.1.原子核和核外电子对入射电子的散射 　原子核对入射电子的散射是弹性散射，而核外电子对入射电子的散射是非弹性散射。 透射电镜主要是利用前者进行成像，而后者则构成图像背景，从而降低了图像衬度，对图像分析不利，可用电子过滤器将其除去。 透射电镜的成像原理 4.2.2.质厚衬度原理 设电子束射到一个原子量为M、原子序数为Z、密度为ρ和厚度为t的样品上，若入射电子数为n，通过厚度为dt后不参与成象的电子数为dn，则入射电子散射率为 　将上式积分，得：　式中N0为入射电子总数(即t=0时的n值)，N为最后参与成像的电子数。 透射电镜的成像原理 4.2.2.质厚衬度原理 当其他条件相同时，像的质量决定于衬度（像中各部分的亮度差异）。 这种差异也可以是因为相邻部位原子对入射电子散射能力不同，因而通过物镜光阑参与成像的电子数也不同形成的。 透射电镜的成像原理 4.2.3.质厚衬度表达式  　令N1为A区样品单位面积参与成像的电子数，N2为B区样品单位面积参与成像的电子数，则A、B两区的电子衬度G为 　将上式展成级数，并略去二级及其以后的各项，得：  将 ? t 称为质量厚度。 透射电镜的成像原理 4.2.3.质厚衬度表达式  对于大多数复型来说，因其是用同一种材料做的，上式可写为  即衬度G取决于质量厚度ρt，这就是所谓质量厚度衬度(简称质厚衬度)的来源。实际上，这里G仅与厚度有关，即