18-19透射电子显微镜的组成要点.ppt

9 透射电子显微镜（ Transmission Electron Microscopy ）;引言; 透射电子显微镜（TEM）是这样一种能够以原子尺度的分辨能力，同时提供物理分析和化学分析所需全部功能的仪器。特别是选区电子衍射技术的应用，使得微区形貌与微区晶体结构分析结合起来，再配以能谱或波谱进行微区成分分析，得到全面的信息。; 透射电子显微镜的发展历程;; 目前，风行于世界的大型电镜，分辨本领为2～3 埃，电压为100～500kV，放大倍数50～1200000倍。由于材料研究强调综合分析，电镜逐渐增加了一些其它专门仪器附件，如扫描电镜、扫描透射电镜、X射线能谱仪、电子能损分析等有关附件，使其成为微观形貌观察、晶体结构分析和成分分析的综合性仪器，即分析电镜。 高分辨电镜的设计分为两类：一是为生物工作者设计的，具有最佳分辨本领而没有附件；二是为材料科学工作者设计的，有附件而损失一些分辨能力。 ;日本日立公司H－700电子显微镜，配有双倾台，并带有7010扫描附件和EDAX9100能谱。;;JEM-2100;LaB6;产品型号: Tecnai G2 20 生产厂家:FEI公司 主要附件： TWIN物镜系统, EDAX能谱系统，Gatan UltrascanCCD相机，低背底侧插双倾台 技术参数: LaB6灯丝或钨灯丝 放大倍数 25x - 1100000x 样品最大倾角 +/- 40° 点分辨率 0.248nm 线分辨率：0.144 nm 技术特点: Tecnai?G2?20主要用于透射电镜样品形貌，相应选区电子衍射观察; 高分辨电子显微像观察；配合特征X射线能谱仪(EDS)进行纳米尺度成分分析。 ;JSM-7600F电镜;光学显微镜和电镜光路图比较;;电镜一般由三大部分组成： 电子光学系统 真空系统 供电系统 电子光学系统是透射电镜的核心部分。;;照明部分的作用：提供一束高亮度、照明孔径角小、平行度好、束流稳定的照明源。为满足明场和暗场成像的需要，照明束可在2°～3 °范围内倾斜。 1）照明部分 （1）阴极：又称灯丝，一般是由0.03～0.1毫米的钨丝作成V 或Y形状。 （2）阳极：加速从阴极发射出的电子。为了安全，一般都是 阳极接地，阴极带有负高压。 （3）控制极：会聚电子束；控制电子束电流大小，调节像的 亮度。 阴极、阳极和控制极决定着电子发射的数目及其动能，因此，人们习惯上把它们通称为“电子枪”。 ;（4）聚光镜：由于电子之间的斥力和阳极小孔的发散作用，电子束穿过阳极小孔后，又逐渐变粗，射到试样上仍然过大。聚光镜就是为克服这种缺陷加入的，它有增强电子束密度和再一次将发散的电子会聚起来的作用。;;主要由物镜、中间镜和投影镜组成。 物镜 形成第一幅高分辨率电子显微图象或电子衍射花样的透镜。它是电镜最关键的部分，透射电镜的好坏，很大程度上取决于物镜的好坏，因为物镜的任何缺陷都将被成像系统中其他透镜进一步放大。 ;物镜是一个强激磁短焦距的透镜，最短焦距可达1mm (f=1～3mm)，最大放大倍数约为300倍(100～300倍)，最佳分辨本领可达1埃，目前，实际的分辨本领为2埃。 物镜的分辨率主要决定于极靴的形状和加工精度。一般可以通过物镜光阑和消像散器进一步降低球差，消除像散和色差的作用，并且可以提高图像的衬度。 由于物镜的物距是不变的，因此改变物镜的放大倍数进行成像时，主要是改变物镜的焦距和像距来满足成像条件。;中间镜是一个弱激磁的长焦距变倍透镜，可在0～20倍范围调节。当放大倍数大于1时，用来进一步放大物镜像，当放大倍数小于1时，用来缩小物镜像。 如果中间镜的物平面和物镜的后焦面重合，则在荧光屏上得到一副电子衍射花样。 投影镜 投影镜是一个短焦距的强磁透镜，因此它的场深和焦深都非常大，即使中间镜的像平面出现一定的位移，由于它在场深之内，所以荧光屏上所成的像还是清晰的。 它的作用是把中间镜放大(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。; 近代高性能电镜一般都设有两 个中间镜，两个投影镜。三级放大 放大成象成象和极低放大成象示意 图如下所示;;这部分由荧光屏和照相装置组成。 当反映样品微观特征的透射电子强度分布，由成像系统投射到荧光屏时，将被转换成与电子强度成正比的可见光图像，将荧光屏翻起(它被用作照相装置的快门)，即可使照相底片曝光。 在分析电镜中，还有探测器和电子能量分析附件。;;为了保证在整个通道中电子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，一般真空度为 Pa。 在新式电镜中，电子枪、镜筒和照相室之间都有气阀相连，从而形成独立的真空系统。因此