第二篇 电子显微分析课件.ppt

第二篇电子显微分析

（1）电子枪---热阴极电子源电子枪的结构形成自偏压回路，栅极和阴极之间存在数百伏的电位差第二篇电子显微分析（1）电子枪阴极（灯丝）：用0.03~0.1mm的钨丝做成V或Y形状在真空中通电加热，当温度高达2400?C（约1安培电流）,钨丝表面电子获得大于逸出功的能量，开始发射第二篇电子显微分析（1）电子枪阳极：加速从阴极发射出来的电子，以获得所须的足够大的动能阳极板放在阴极的下方，阳极板的中心小孔对准钨丝的尖端一般是阳极接地，阴极带有负高压第二篇电子显微分析（1）电子枪阳极板存在的问题：如过分缩小阳极小孔，穿过小孔的电子数减少，降低图像亮度注意阳极对电子束不起会聚作用，方向引导。第二篇电子显微分析（1）电子枪控制极（栅极）：放置在阴极与阳极之间，依靠比阴极更负的电位（栅极排斥作用），使电子束强烈的会聚，从而抵消阳极板小孔的发散作用，使电子束以细束状由阳极板小孔穿行而过。第二篇电子显微分析2.2.2电镜的照明系统（2）聚光镜

作用：用于会聚电子枪射出的电子束单聚光镜照明系统双聚光镜照明系统第二篇电子显微分析2.2.2电镜的照明系统第一聚光镜：强激磁透镜、短焦距作用：缩小从电子枪来的束径，1微米或更小第二聚光镜：弱激磁透镜、长焦距作用：将第一聚光镜汇聚的电子束放大约两倍投射到试样上第二篇电子显微分析???照明系统光路图第二篇电子显微分析2.2.2电镜的照明系统消像散器作用：为减小像散，在第二聚光镜下还要装一个消像散器，以校正磁场成轴对称性。第二篇电子显微分析2.2.2电镜的照明系统（3）垂直照明和倾斜照明垂直照明：照明电子束轴线和成像系统轴线重合（适用于明场像）倾斜照明：照明电子束轴线和成像系统轴线成一定的夹角（一般是2°~3°适用于暗场像）具体操作：电磁偏转器调节第二篇电子显微分析2.2.3成像系统成像系统一般由:物镜中间镜投影镜物镜的分辨本领决定了电镜的分辨本领第二篇电子显微分析（1）物镜：强激磁、短焦距透镜（f=1~3mm）放大倍数100~300倍分辨率2?强励磁短焦透镜作用：形成第一幅放大像第二篇电子显微分析（2）中间镜弱激磁长焦距变倍透镜，可在0~20倍范围调节中间镜作用:控制电镜总放大倍数成像/衍射模式选择第二篇电子显微分析(3)投影镜：强激磁、短焦距将来自中间镜的像进一步放大并透射到荧光屏或照相底片上第二篇电子显微分析（4）物镜、中间镜和投影镜试样、物镜、中间镜和投影镜的相对位置试样处在物镜的物平面上物镜的像平面是中间镜的物平面中间镜的像平面是投影镜的物平面第二篇电子显微分析（5）透射电镜成像原理（阿贝成像原理）当被观察的样品是晶体时，不但可以在物镜的像平面上获得放大了的像，还可以在物镜的后焦面上得到晶体的电子衍射谱（5）阿贝衍射成像原理当一束平行光照射到一光栅上时，除了透射束（0级衍射束）外，会产生各级衍射束，经过透镜的聚焦作用，在其后焦面上产生衍射振幅的极大值。即图中的S1、S0、S1’衍射谱。每一个振幅极大值都可以认为是一个次级振动中心，由这里发出的次级波在像平面上相干成像。图中的像点I1、I1’就是物点O1、O1’的像第二篇电子显微分析（a）高放大率（b）衍射（c）低放大率物物镜衍射谱一次像中间镜二次像投影镜三次像（荧光屏）选区光阑第二篇电子显微分析景深Df取Δr0=1nm，?～10-3rad则?Df=200～200nm试样（薄膜）一般厚200～300nm，上述景深范围可保证样品整个厚度范围内各个结构细节都清晰可见.第二篇电子显微分析焦长取?Δr0=1nm,?α=10-2rad若M=200，DL=8mm若?M=20000，DL=80cm电磁透镜的这一特点给电子显微镜图像的照相记录带来了极大的方便，只要在荧光屏上图像聚焦清晰，在荧光屏上或下十几厘米放置照相底片，所拍得的图像也是清晰的。第二篇电子显微分析2.1.4成像透镜及性质电子在磁场中的运动特征：电子在磁场中的运动轨迹受磁场的强度和形状制约第二篇电子显微分析光学玻璃透镜对于光学玻璃透镜，平行光穿过透镜后发生折射就会聚焦在透镜的焦点上第二篇电子显微分析电磁透镜电磁透镜实质是一个通电的短线圈，它能造成一种轴对称的不均匀分布磁场在轴对称的磁场中，电子在磁场内作螺旋近轴运动第二篇