TEM基本原理及实例分析VIP免费

透射电子显微镜基本原理及实例分析一、电镜的结构与成象透射电子显微镜是以波长极短的电子束作为照明源，用电磁透镜聚焦成像的一种高分辨率、高放大倍数的电子光学仪器。它由电子光学系统、电源与控制系统及真空系统三部分组成。电子光学系统通常称为镜筒，是透射电子显微镜的核心，它的光路原理与透射光学显微镜十分相似，分为三部分，即照明系统、成像系统和观察记录系统。图1透射显微镜构造原理和光路1 .1照明系统照明系统由电子枪、聚光镜和相应的平移对中、倾斜调节装置组成。其作用是提供一束亮度高、照明孔径角小、平行度好、束流稳定的照明源。为满足明场和暗场成像需要，照明束可在 2○～3○ 范围内倾斜。1 . 电子枪电子枪是透射电子显微镜的电子源。常用的是热阴极三极电子枪，它由发夹形钨丝阴极、栅级帽和阳极组成，如图所示。图2电子枪（a） 自偏压回路（b） 电子枪内的等电位面2. 聚光镜1.2成像系统成像系统主要是由物镜、中间镜和投影镜组成。1. 物镜物镜是用来形成第一幅高分辨率电子显微图像或电子衍射花样的透镜。透射电子显微镜分辨率的高低主要取决于物镜。通常采用强激磁、短焦距的物镜，相差小。物镜的分辨率主要决定于极靴的形状和加工精度。一般来说，极靴的内孔和上下极靴之间的距离越小，物镜的分辨率就越高。聚光镜用来会聚电子枪射出的电子束，以最小的损失照明样品，调节照明强度、孔径角和束斑大小。一般都采用双聚光镜系统，如图所示。第一聚光镜是强激磁透镜，束斑缩小率为 10～50 倍左右，将电子枪第一交叉点束斑缩小为 1～5μm ；而第二聚光镜是弱激磁透镜，适焦时放大倍数为 2 倍左右。结果在样品平面上可获得 2～10μm 的照明电子束斑。图3成像系统光路2. 中间镜中间镜是一个弱激磁的长焦距变倍透镜，可在 0～20 倍范围调节。当放大倍数大于 1时，用来进一步放大物镜像；当放大倍数小于 1 时，用来缩小物镜像。3. 投影镜投影镜的作用是把经中间镜放大（或缩小）的像（或电子衍射花样）进一步放大，并投影到荧光屏上，它和物镜一样，是一个短焦距的强磁透镜。投影镜的激磁电流是固定的，因为成像电子束进入投影镜时孔径角很小（约 10-5rad），因此它的景深和焦长都非常大。图4JEM—2101F 透射电镜镜筒剖面图（a）与真空系统配置（b）二、电镜中的电子衍射原理2.1 布拉格定律由 X 射线衍射原理我们已经得出布拉格方程的一般形式为2 d sinθ=λ因为sinθ=λ/2d ≤ 1所以λ≤ 2...