材料课件08透射电子显微镜
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第九章透射电子显微镜一、透射电子显微镜的结构与成像原理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本领、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,它与光路原理与透射光学显微镜十分相似,如图1(书上图9-1)所示。
它分为三部分,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(a)透射电子显微镜b)透射光学显微镜)(1、照明源2、阳极3、光阑4、聚光镜5、样品6、物镜7、物镜光阑8、选区光阑9、中间镜10、投影镜11、荧光屏或照相底片)(一)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。
电子枪是电镜的照明源,必须有很高的亮度,高分辨率要求电子枪的高压要高度稳定,以减小色差的影响。
1、电子枪电子枪是透射电子显微镜的电子源,是发射电子的照明源。
常用的是热阴极三极电子枪,它由发夹形钨丝阴极、栅极帽和阳极组成,如图2(书上图9-2)所示。
(发射电子的阴极灯丝通常用0.03~0.1mm的钨丝,做成“V”形。
电子枪的第二个电极是栅极,它可以控制电子束形状和发射强度。
故有称为控制极。
第三个极是阳极,它使阴极发射的电子获得较高的动能,形成定向高速的电子流。
阳极又称加速极,一般电镜的加速电压在35~300kV之间。
为了安全,使阳极接地,而阴极处于负的加速电位。
由于热阴极发射电子的电流密度随阴极温度变化而波动,阴极电压不稳定会影响加速电压的稳定度。
为了稳定电子束电流,减小电压的波动,在电镜中采用自偏压电子枪。
)图a为电子枪的自偏压回路,负的高压直接加在栅极上,而阴极和负高压之间因加上一个偏压电阻,使栅极和阴极之间有一个数百伏的电位差。