电子显微镜 (一).pdf

电子显微镜 透射电镜(TEM) 扫描电镜(SEM) 功 能 地形学 Topography: surface features, texture hardness reflectivity ... 构造 Morphology: shape and size of particles strength reactivity… 形貌 Composition: qualitative and quantitative melting point, 组分 reactivity, hardness... Crystallographic Information: atoms arrangement conductivity, 晶体结构信息 electrical properties, reactivity, strength In-situ observation: 原位观察 透射电子显微镜（TEM ） 电子显微镜的电子光学基础 分辨率：分辨率是指能够清晰地辨认物体细节的本领。 通常是以能分清的两点间最小距离δ来衡量， δ越小，分辨率越高。 δ= 0.61 λ/n · sin α 式中 λ—光源波长 n—介质折射系数 α—透射孔径角（入射光与物镜光轴的夹角） 人的肉眼：０.1~0.2mm 光学显微镜：300nm的放大作用，放大倍数1000左右。 为提高分辨率，只有寻找波长更短的照明光。 电子的波动性及电子波的波长 电子具有波动性，其波长为 λ=h/mν (1-1) 式中 h−−普朗克常数； m−−电子质量；ν−−电子运动速度 初速度为零的电子，受到电势差为V的电场的加速，根据能量守恒原 理，电子获得的动能为： 1/2mν2=eV (1-2) 式中 e−−电子电荷；V−−电子加速电压 从而 ν=（2eV/m）1/2 (1-3) 将式 1-3 代入1-1 可以得到 λ=h/(2meV)1/2 (1-4) 由于电子显微镜所用的电压在几十千伏以上，电子运动速度很快，所 以必须考虑相对论效应。经相对论修正后，电子波长与加速电压之间的关系为： 2 1/2 λ=h/[2m eV(1+eV/2m c )] (1-5) 0 0 式中 m −−电子的静止质量；c−−光速 0 电压越高，波长越短，分辨率越高 电子的微粒性与折射定律 理论推导得知：在一定电场内，电子运动速度的平方根与折射率成反比。 电子射线的折射决定了它能在电磁场中聚焦，成为电子几何光学的基础。 电子透镜 沿轴旋转对称的电磁场，可以使轴上发出的电子会聚在另一点，表现出和 光学透镜会聚光线类似的作用，因此把沿轴旋转的电磁场作为电子透镜。 透射电子显微镜(TE