电子显微分析课件.ppt

电子显微分析;联 系 方 式 办公室手 机E_mail：scu_wanghui@163.com ;参考资料:;1.电镜的诞生与发展;2.电镜的应用;3.2光的衍射和光学显微镜分辨本领理论极限 （1）光的衍射;结论： 埃利斑半径与照明光源波长成正。;（2）光学显微镜分辨本领理论极限 分辨率的定义——设某成像装置所能区分开两点（或两条线）之间的最小距离为δ，则这一成像装置的最佳分辨率d 即为δ。 分辨率d 是衡量成像仪器的重要指标，也是各种因素的综合参数指征。 人眼睛的分辨率一般不高于0.2 mm ( d ≈0.2mm ) 。 理论极限：照明光源的半波长。 ;（3）放大倍率M 与分辨率d 的关系 放大倍率M = 像长/ 物长 但必须保证在一定成像质量的前提下才有意义 有效放大倍率M= d（人眼）/ d（仪器）即，相对于人眼睛的分辨率，仪器所能提高分辨率的倍率 ??光镜M= d（人眼）/ d（光镜）= 0.2 mm / 0.2 μm= 1000 × ??电镜M= d（人眼）/ d（电镜）= 0.2 mm / 0.2 nm = 100万× ;结论： 突破光学显微镜分辨本领和有效放大倍数的极限，必须寻找一种即要波长短，又能使之聚焦成像的新型照明源。;3.3电子的波动性及其波长 ;3.4电子透镜 静电透镜 磁透镜 ;3.5电磁透镜的像差 （1）几何像差：由于透镜磁场几何缺陷引起 的，包括球差、像散和像畸变。 球差 产生机理； 影响； 像散 ;（2）色差 由于成像电子波长（或能量）变化引起电磁透镜焦距变化而产生的一种像差。 ;3.6电磁透镜的分辨本领 不同电磁波的波长对成像分辨率的限制 可见光：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫——波长λ大约在0.78 ~ 0.39 μm，因此，光镜的最佳分辨率d = 0.39 μm/ 2 ≈0.2 μm 使用紫外光的荧光显微镜的分辨率可以更高一点 电子束的波长极短（λ 1 nm ），考虑到其他制造技术和工艺的限制，电镜的分辨率也可以达到d = 0.2 nm 以上 ;3.7电子束与固体样品的相互作用;结论：;4.电子显微镜的基础知识;扫描隧道式电子显微镜（STM）——用纳米级直径的金属探针、以极其接近的距离在样品表面上，做连续扫描运动，将隧道效应产生的微弱电流检测出来，并处理成影像信息以供显示。 原子力显微镜（AFM） —— 针尖与样品表面轻轻接触，由于针尖尖端原子与样品表面原子间存在极微弱的排斥力，通过光学检测法或隧道电流检测法，可测得针尖对应于扫描各点的位置变化，从而可以获得样品表面形貌的信息。 环境扫描电镜（ESEM） ;4.2电子束的产生 电子束由电子枪产生（灯丝） 热电子发射： 场发射：;4.3电子束的特点 具有一定的指向和速度、自身带有负电荷的电子流具有波、粒二象性 受“洛仑兹”力作用，穿越磁场时会偏转前进方向即折射，透镜成像的基础 电子束轰击生物样品，会在不同深度激发出不同信息的电子信号，只有样品很薄时，才能穿透样品另一侧 波长极短，不能被人眼直接观察；但可使某种胶片感光或荧光屏发光，从而转化为可供观察的信息形式 波长λ与加速电压V 相关，电压恒定则波长也单纯（有利于成像质量和分辨率的提高），故电镜的影像无颜色可言，为单色图像;4.4 图像的质量 视场选择正确，图像清晰。 衬度——黑与白的对比程度，也称反差。 层次——黑与白之间的过渡级数。 缩小光阑可以明显提高图像的反差。 一般而言，反差与层次两者相互矛盾，以适中为宜。 ;;成像系统 1）物镜（O） 紧贴在样品台下方，第一级成像元件，精度要求极高 强磁透镜，焦距很短 改变物镜电流，可以调整焦点，用以聚焦 以其重要性，常被谓之为电镜的“心脏” 2）中间镜（I）和投影镜（P） 在物镜之下，常设有中间镜、第一、第二投影镜 共同配合完成放大作用，改变各级透镜的工作电流，可实现放大倍率的变换M= MO·MI ·MP1·MP2 工作台面板上有对应的旋钮，供使用者调整 电镜的工作放大倍率M= 各级中间镜和投影镜放大倍率之积;真空系统 保持镜体真空的意义： 维持灯丝工作的必要条件——避免氧化、延缓老化、延长灯丝寿命 保证电子束正常传输——不与气体分子碰撞发生电离 避免电子枪中高压放电 样品处于高真空中减少污染;5.2透射电镜样品制备;6.3扫描电镜的特点;6.4 扫描电镜的样品处理;7.环境扫描电镜（ESEM）;7.3 应用 含水的样品及非导体 动态观察 原位观察 ;9.原子力显微镜(AFM);10.电子探针X射线显微分析;10.2波谱分析（WDX） 应用：成分分析 原理;限制条件： ;10.3 能谱分析（