第二讲 - TEM 2-1.ppt

材料科学中的研究方法Instrumental Analysis in Materials Science 北京科技大学材料科学学院 唐伟忠 Tel: (10) 6233 2475 E-mail: tangwz@btamail.net.cn 第二讲（二） TEM / HRTEM / AEM （透射电子显微镜） （高分辨率透射电子显微镜） （分析型透射电子显微镜） TEM的成象与衬度 TEM 提取信息的方法 在电子束均匀照射的情况下，以透射、散射电子的不均匀分布作为成象信号 衍射衬度——TEM明场象与暗场象 Quantitative analysis can some times simply be made by inspection of the contrast formulations. SPM指的是一大类仪器或方法，较为著名的STM, AFM, MFM SPM指的是一大类仪器或方法，较为著名的STM, AFM, MFM SPM指的是一大类仪器或方法，较为著名的STM, AFM, MFM 弱束暗场象的实验条件（g(3g)条件） 弱束暗场象需要特定的实验条件。下图为相应的衍射花样 此时，3g亮菊池线与3g衍射斑点相重合，而g衍射斑点强度较弱，因为相应的g倒易矢量偏离了Edwald球。此时， seff大致为 ? 0.2/nm （比较：g ?10/nm） 弱束暗场象的优点 样品厚度：需要适当的样品厚度。薄则衍射强度、象亮度过低，且不易观察到菊池线；厚则非弹性散射过烈，象衬度过低。如对Cu样品，t ? 70nm为宜。 优点：seff大时，成象条件大大偏离Bragg条件，因而只有应变量R最大的区域才会参与成象，而这部分区域总是最靠近缺陷核心的很小区域 ?特点：弱束暗场象更靠近缺陷中心区、象宽度也更小（如 ?2nm）。 弱束暗场象的应用——位错线位置的观察 Cu合金弱束暗场象和强束明场象的比较。位错象宽窄并接近实际位错核心位置（但仍偏向一方） 弱束暗场象的应用——位错线位置的观察 位错的弱束暗场象更能区别每条位错线个体 弱束暗场象的应用——位错线对的识别 间距很小的位错线对，只能使用弱束暗场技术进行区分 间距仅4nm左右的两个不全位错是弱束技术的分辨极限 弱束暗场象的应用——完整位错的分解 弱束暗场象的应用 弱束暗场象由于分辨率较高，可用于下述研究： 微小缺陷的几何形状：如fcc金属中的层错四面体、Frank位错圈、间距很小的位错、界面位错观察 分解位错的间距测量、层错能测定 其他具有局部应变场的缺陷，如第二相粒子与基体的界面、位错与第二相粒子的交互作用、第二相粒子与基体的共格性 高密度位错的位错密度测量 在背散射模式下，可以 1）可观察不侵蚀样品，显示晶界 2）可观察磁畴 3）可利用通道花样，确定2-10微米的晶粒的晶体学方向 4）利用原子序数效应，观察第二相 适当改装，可利用电压衬度、电子束致电流、阴极荧光效应等 观察半导体器件 可用于观察任何蒸气压低于10-3乇的固体、液体样品。 样品尺寸以可固定、可放入真空室为限。 样品准备：金相制备 / 不准备， 均可。 要导电 粉末要粘结于导电物质上（如银胶） SPM指的是一大类仪器或方法，较为著名的STM, AFM, MFM SPM指的是一大类仪器或方法，较为著名的STM, AFM, MFM SPM指的是一大类仪器或方法，较为著名的STM, AFM, MFM SPM指的是一大类仪器或方法，较为著名的STM, AFM, MFM SPM指的是一大类仪器或方法，较为著名的STM, AFM, MFM SPM指的是一大类仪器或方法，较为著名的STM, AFM, MFM SPM指的是一大类仪器或方法，较为著名的STM, AFM, MFM SPM指的是一大类仪器或方法，较为著名的STM, AFM, MFM SPM指的是一大类仪器或方法，较为著名的STM, AFM, MFM SPM指的是一大类仪器或方法，较为著名的STM, AFM, MFM SPM指的是一大类仪器或方法，较为著名的STM, AFM, MFM SPM指的是一大类仪器或方法，较为著名的STM, AFM, MFM SPM指的是一大类仪器或方法，较为著名的STM, AFM, MFM 在背散射模式下，可以