18-19透射电子显微镜的组成.ppt

Heating High Tilt Cooling Straining Analytical Gatan Specimen Holders Gatan Specimen Holders Work bench 物镜极靴 （OL Polepiece） JEM-2010FEF为超高分辨极靴（UHR），样品转动空间小，倾转范围为±15o，分辨率高；JEM-2010为高倾转型极靴（HT），样品转动空间大，倾转范围为±40o（X）， ± 30o（Y）。 物镜极靴 电磁偏转器可以使入射电子平移和倾斜，利用电子束原位倾斜可以进行所谓中心暗场成像操作。 电子束倾斜与平移装置 通过两组四对电磁体排列在透镜磁场的外围，起到消除像散的作用，消像散器一般安装在透镜的上、下极靴之间。 电磁式消像散器示意图 消像散器 1)聚光镜光阑 常装在第二聚光镜的下方，聚光镜光阑孔径为20～400微米，作用是限制照明孔径角。 2) 物镜光阑(衬度光阑) 常装在物镜的后焦面上，物镜光阑孔径为20～120微米，作用有二:第一，提高图象的衬度，减小像差，得到质量较高的显微图象。第二，利用物镜光阑在后焦面上套取衍射束斑点成像，这就是所谓的暗场像。 物镜光阑都是用无磁性的金属(铂、钼等)制造。 物镜光阑 选区光阑又称场限光阑或视场光阑，选区光阑一般都放在物镜的像平面位置，一般直径为20～400微米范围内。电子束通过选区光阑孔限定微区，并进行选区衍射操作。 选区光阑同样是用无磁金属材料制成的。 选区光阑 TEM的分辨本领 TEM的理论分辨本领 光学显微镜的分辨本领基本上决定于象差和衍射，而象差基本上可以消除到忽略不计的程度，因此，分辨本领主要取决于衍射。 电子透镜中不能用大的孔径角，否则球差和象差就会很大，但可通过减小孔径角的方法来减小象差，提高分辨本领，但不能过小。光阑尺寸过小，会使分辨本领变坏。光阑的最佳尺寸应该是球差和衍射两者所限定的值。 目前，通用的较精确的理论分辨公式和最佳孔径角公式为： 如将各类电镜缺陷的影响减至最小，电子透镜的分辨本领比光学透镜提高了一千倍左右。 点分辨本领的测定 将铂、铂－铱等金属或合金，用真空蒸发的方法可以得到粒度为0.5~1nm、间距为0.2~1nm的粒子。将其均匀地分布在火棉胶(或炭)支持膜上，在高放大倍数下拍摄这些粒子的像。 点分辨率的测定(真空蒸镀金颗粒) 晶格分辨率的测定 利用外延生长的方法制得的定向单晶薄膜作为标样，拍摄其晶格像。 La的高分辨明场像 1152条/mm衍射光栅复型放大像 5700倍 8750倍 透射电镜的放大倍数将随样品平面高度、加速电压、透镜电流而变化。为了保持仪器放大倍数的精度，必须定期进行标定。 光栅标定法 透射电镜在材料科学研究中的应用 水热法合成的TiO2多壁纳米管的TEM 驱动蛋白的微管结构 Zn纳米粉的TEM图象 Fe纳米粉的TEM图象 Pb/Al多层膜的横截面形貌图 冷轧后的Pb膜形貌像 单晶铝形变微结构的TEM表征结果 Ti5Al单晶典型的位错组态 Fe-Al合金 2um OsO4 氧化物 透射电子显微镜的必威体育精装版发展 (一) 不断提高分辨率，以求观察更精细的物质结构 、微小的实体以至单个原子 (二) 研制超高压电镜和特殊环境的样品室，以研究 物体在自然状态下的形貌及动态性质 (三) 研制能对样品进行综合分析（包括形态、结构 和化学成分等）的设备 (四) 场发射电子光源: 具高亮度及契合性，电子束 可小至1 nm。除适用于微区域成份分析外，更 有潜力发展三度空间全像术(holography)。 Al2O3和MgO界面的TEM高分辨像 激光脉冲沉积法得到的多层膜 Sample:Si3N4 在SiC基体上有Er团簇 JEM-ＳＥＲＩＥＳ ＪＥＭ-ＳＥＲＩＥＳ 试样：ＳｉＣ／Ｓｉ３Ｎ４ 9 透射电子显微镜（ Transmission Electron Microscopy ） 结构和成像原理 引言 电子显微镜 (electron microscope，EM) 一般是指利用电磁场偏折、聚焦电子及电子与物质作用所产生散射之原理来研究物质构造及微细结构的精密仪器。 用电子光学仪器研究物质组织、结构、成份的技术称为电子显微术。 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。 什么是透射电子显微镜? 透射电子显微镜的发展历程 1897 年，J.J. Thomson发现「电子」，并在做阴极射线管实验时观察到电场及磁场可偏折