电子显微分析系统参考.pdf

第二章第二章 电子显微分析电子显微分析 第二章第二章 电子显微分析电子显微分析 一、教学目的 1.学习电子光学基础、电子与固体物质的相互作用。 2.学习透射电子显微分析和扫描电子显微分析。 3.学习电子探针 X 射线显微分析。 二、 教学方法 面授 三、 教学手段 板书 四、 学时分配 14 学时 五、 重点、难点 透射、扫描电镜样品制备 透射电子显微分析和扫描电子显微分析的衬度理论 六、 作业 （思考题） 1.电子显微分析的特点？ 2. 静电透镜和磁透镜各有什么特点？各用于电镜中的什么部位？ 3. 电磁透镜的像差有哪几种？产生原因及克服方法？ 4. 电子的弹性散射有什么特点？用于什么分析？ 5.什么是二次电子？用于什么分析？ 6. 透射电子显微分析的应用？透射电镜的特点？ 7.透射电镜的结构？ 8.粉末样品和薄膜样品的制备。 9 说明电子显微像的理论叫什么理论？透射电子显微分析中该理论有哪几种？各适用 于什么材料？ 10. 扫描电子显微分析的应用？扫描电镜的特点？ 11.扫描电子显微分析的衬度有哪几种？这几种衬度是如何形成的？各用于解释什么电 子显微像？ 12.扫描电镜式样的制备有什么要求？如何制备？ 13.什么是电子探针？用途？ 概述： i. 光学显微镜的局限性： 1. 分辨能力 （分辨率）： 一个光学系统能分开两个物点的能力，数值上是刚能分开 （清楚 地）两个物点间的最小距离。 阿贝公式： r=0.61λ/nsinθ r —分辨率 与λ成正比 注：r ↓，分辨能越高 2. 局限性： 对可见光：取λ=600nm r=200nm 电子束：有波动性 λ=0.0388~0.00087nm r=0.2~0.3nm （可直接分辨原子） ii. 电子显微分析： 是利用聚焦电子束与试样物质相互作用产生的各种物理信号、分析 试样物质的微区形貌、晶体结构和化学组成。 透射电子显微镜 （TEM ） 扫描电子显微镜 （SEM ） 电子探针 （EPMA ） 1. 应用 2. 特点： ① 分辨率高：0.2~0.3nm b) 放大倍数高：20~30 万倍 c) 是一种微区分析方法：能进行nm 尺度的晶体结构、化学组成分析 d) 多功能、综合性分析方向发展：形貌、结构、成份 §2§2--1 1 电子光学基础电子光学基础 §§22--1 1 电子光学基础电子光学基础 电子光学是研究带电粒子 （电子、离子）在电场和磁场中运动，特别是在电 场和磁场中偏转、聚焦和成像规律的一门科学。 本课程所涉及的电子光学仅局限于电子显微镜这类仪器中电子的运动规律。 电子光学与几何光学的相似： 1. 聚焦成像：几何光学——光学透镜 电子光学——电场、磁场 2. 电子光学：仿照几何光学把电子运动轨迹看作射线，可用几何光学参数 来表征。 3. 几何光学中用旋转对称面 （如球面）作为折射面。 电镜成像系统中用旋 转对称的电场、磁场的等位面作折射面。 一、一、电子的波性及波长电子的波性及波长 一一、、电子的波性及波长电子的波性及波长 1. 电子波性——De Broglie 波 1924 年，德布罗意提出了运动着的微观粒子 （如中子、电子、离子等） 也具有波粒二象性假说——运动着的微观粒子也伴随着一个波——物质 波或德布罗意波 E=hv