第一章 电子显微分析.pptx

电子光学基础;長孢菌素OM像;材料的TEM 像和衍射斑点 ;电子显微分析;主要内容： 第１章 电子光学基础 第２章 透射电子显微镜 第３章 电子衍射 第４章 晶体薄膜衍衬成像分析 第5章 扫描电子显微镜;1.1 电子波与电磁透镜;光学透镜成像的情况见图。表示样品上的两个物点S１、S２经过物镜在像平面形成像s1’、s2’的光路。;Airy斑的强度分布;当一点光源衍射图样的中央最亮处刚好和另一个点的第一个最暗处重合时，两衍射斑中心强度约为中央的80％，人眼刚可以分辨。 此时的光点距离Δr0称为分辨率，可表达如下：;可见光的波长在390-760nm，其极限分辨率为200nm。 ?人们用很长时间寻找波长短又能聚焦成像的光波。X射线和γ射线虽然波长短，但不能聚焦。 电子光学的发展： 1924年De Broglie证明了快速粒子的辐射，并发现了一种高速运动的电子波，其波长为0.005nm，由衍射效应确定的分辨率应为0.0025nm，但实际上为0.18nm． 1926年，Busch提出了用轴对称的电场和磁场对电子束进行聚集，发展成电磁透镜． 1931-1933年，Ruska 等设计并制造了第一台电子显微镜． 经过50-60年的发展，目前，电镜的分辨率达到Ａ数量级，放大倍数达数百万倍． ;1.1.2 电子波的波长性;如何获得电子？;不同加速电压下据计算的电子波长;1.1.3 电磁透镜;１．电磁透镜的聚焦原理 ;电磁透镜聚焦原理示意图;2．电磁透镜的结构;1) 带有软磁铁壳的磁透镜;2)??带有极靴的磁透镜;3．电磁透镜的光学性质;1.2 电磁透镜的分辨率;电磁透镜的像差可分为两类： 1.几何像差:是由于透镜磁场几何形状上的缺陷而造成的。几何像差主要指球差、像散和畸变。 2.色差:是由于电子光学折射介质的折射率随电子速度不同而造成的。;1.2.1 球差;显然，物平面上两点的距离2Δrs时，则该透镜不能分辨，即在像平面上得到一个点，因此， Δ rs表示球差的大小。 CS—球差系数，通常相当于焦距，1-3mm. a-电磁透镜的孔径半角。 上式可以看出，减小球差可以通过减小CS 和a来实现，用小孔径成像时，可使球差明显减小。;1.2.2像散;物点P通过透镜后不能在像平面上聚焦成一点，而是形成一散焦斑. 其最小散焦斑在原物面的折算半径值如下： ;消像???器;1.2.3色差;把散焦斑的半折算到原物面 ;1.2.4电磁透镜的分辨率; ;衍射效应对分辨本领的影响：; 衍射效应对分辨本领的影响：  Rayleigh公式： Δr0=0.61λ/Nsinα 球面相差:电磁透镜的分辨本领由衍射效应和球面像差来决定。 ;1.3 透镜的景深和焦长;1.3.2 焦长Dl