透射电子显微分析.ppt

第四节电子衍射运动学理论透射电镜衍射衬度是由样品底表面不同部位的衍射束强度存在差异而造成的。要深入理解和正确解释透射电镜衍衬像的衬度特征，就需要对衍射束的强度进行计算。动力学衍射运动学衍射第32页,共35页，星期六，2024年，5月一、运动学理论的基本假设运动学理论是建立在运动学近似[即忽略各级衍射束(透射束为零级衍射束)之间的相互作用]基础之上的用于讨论衍射波强度的一种简化理论。其基本假设是：①入射电子在样品内只可能受到不多于一次的散射。②入射电子波在样品内的传播过程中，强度的衰减可以忽略。即衍射波强度始终远小于入射波强度。否则衍射波会发生较为显著的再次衍射，即动力学衍射。第33页,共35页，星期六，2024年，5月①使样品晶体处于足够偏离布拉格条件的位向，以避免产生强的衍射，保证入射波强度不发生明显衰减；②采用足够薄的样品，尽量减小电子受到多次散射的机会。要达到这两个实验条件，实践上都有困难。一方面，原子对电子的散射振幅较大，散射强度不会很弱，而且当选用的衍射束所对应的倒易点足够偏离厄瓦尔德球面时，其附近的某个或某些倒易点又将靠近厄瓦尔德球面；另一方面，随着样品厚度的减小，倒易杆拉长，更容易产生较强的衍射，而且样品越薄则越难完全代表大块材料的性质，所以衍衬分析时样品通常不应制得太薄。可见，用运动学理论解释衍衬在大多数情况下都是近似的。为满足上述基本假设，在实践上可通过以下两条途径实现：第34页,共35页，星期六，2024年，5月*感谢大家观看第35页,共35页，星期六，2024年，5月关于透射电子显微分析电子显微分析方法的种类透射电子显微镜(TEM)可简称透射电镜扫描电子显微镜(SEM)可简称扫描电镜电子探针X射线显微分析仪简称电子探针(EPA或EPMA)：波谱仪(波长色散谱仪，WDS)与能谱仪(能量色散谱仪，EDS)电子激发俄歇电子能谱(XAES或AES)第2页,共35页，星期六，2024年，5月透射电子显微镜（简称透射电镜，TEM），可以以几种不同的形式出现，如：高分辨电镜（HRTEM）透射扫描电镜（STEM）分析型电镜（AEM）等等。入射电子束（照明束）也有两种主要形式：平行束：透射电镜成像及衍射会聚束：扫描透射电镜成像、微分析及微衍射。TEM的形式第3页,共35页，星期六，2024年，5月第一节透射电子显微镜工作原理及构造一、工作原理成像原理与光学显微镜类似。它们的根本不同点在于光学显微镜以可见光作照明束，透射电子显微镜则以电子为照明束。在光学显微镜中将可见光聚焦成像的是玻璃透镜，在电子显微镜中相应的为磁透镜。由于电子波长极短，同时与物质作用遵从布拉格（Bragg）方程，产生衍射现象，使得透射电镜自身在具有高的像分辨本领的同时兼有结构分析的功能。第4页,共35页，星期六，2024年，5月图9-2透射电子显微镜光路原理图第5页,共35页，星期六，2024年，5月二、构造TEM由照明系统、成像系统、记录系统、真空系统和电器系统组成。第6页,共35页，星期六，2024年，5月1.电磁透镜能使电子束聚焦的装置称为电子透镜（electronlens）静电透镜电子透镜恒磁透镜磁透镜电磁透镜第7页,共35页，星期六，2024年，5月（1）电磁透镜的结构图9-3电磁透镜结构示意图第8页,共35页，星期六，2024年，5月（2）电磁透镜的光学性质（9-1）式中：u、v与f——物距、像距与焦距。（9-2）式中：V0——电子加速电压；R——透镜半径；NI——激磁线圈安匝数；A——与透镜结构有关的比例常数。第9页,共35页，星期六，2024年，5月成像电子在电磁透镜磁场中沿螺旋线轨迹运动，而可见光是以折线形式穿过玻璃透镜。因此，电磁透镜成像时有一附加的旋转角度，称为磁转角?。物与像的相对位向对实像为180???，对虚像为?。电磁透镜是一种焦距(或放大倍数)可调的会聚透镜。减小激磁电流，可使电磁透镜磁场强度降低、焦距变长(由f1变为f2）。第10页,共35页，星期六，2024