2d 1 所以 2d 这说明,对于给定的晶体样品,只有当入射波长足够短时,才能产生衍射。 而对于电镜的照明光源——高能电子束来说,比X射线更容易满足。通常的 透射电镜的加速电压为100~200kV,即电子波的波长为10-2~10-3nm数量级, 而常见晶体的晶面间距为100~10-1nm数量级,于是 I A I0 I B I 0 I hkl 0 如以A晶粒亮度IA为背景强度,则B晶粒的像衬度为 I A - I B I hkl I IA I0 I B 于是我们在荧光屏上将会看到,B晶粒较暗而A晶粒较亮。 这种让透射束通过物镜光阑而把衍射束挡掉得到的图像衬度,叫明场成像。 衍射衬度 同时,设想与B晶粒位向不同的A晶粒内所有晶面组,均与布拉格条件存在 较大的偏差,即在A晶粒的选区衍射花样中将不出现任何衍射斑点而只有中 心透射斑点,或者说其所有衍射束的强度均可视为零。于是,A晶粒区域的 透射束强度仍近似等于入射束 强度 I 0。 由于在电子显微镜中样品的第一幅衍射花样出现在物镜的背焦面上,所以若 在这个平面上加进一个尺寸足够小的物镜光阑,把B晶粒的 hkl 衍射束挡掉, 只让透射束通过光阑孔并到达像平面,则构成样品的第一幅放大像。此时, 两颗晶粒的像亮度将有不同。 因为 Thank you ! 谢谢观赏 透射电镜基本成像操作及像衬度 目录 成像操作 像衬度 2 成像操作 1 明场成像 成像操作 2 暗场成像 3 中心暗场成像 5 1.明场成像和暗场成像 利用投射到荧光屏上的选区衍射谱可以进行透射电镜的两种最基本的成像操作。 晶体样品或非晶体样品,其选区衍射谱上必存在一个由直射电子束形成的 中心亮斑以及一些散射电子。 我们可以选直射电子也可以选部分散射电子来成像。这种成像电子的选择 是通过在物镜背焦面上插入物镜光栏来实现的。 sin
2d 10 2 102 rad< 1 这表明,电子衍射的衍射角总是非常小,这是它的花样特征之所以区别X射线衍 射的主要原因。 电子衍射原理 (a)单晶体---排列十分整齐的许多斑点 (b)多晶体---一系列不同半径的同心圆环 (c)非晶------一个漫散的中心斑点 (d)准晶 衍衬成像和质厚衬度成像的重要差别:在形成显示质厚衬度的暗场像时,可 以利用任意的散射电子。而形成显示衍射衬度的明场像或暗场像时,为获得 高衬度高质量的图像,总是通过倾斜样品台获得所谓“双束条件”,即在选 区衍射谱上除强的直射束外只有一个强衍射束。 衍射衬度 以单相的多晶体薄膜样品为例。 设想薄膜内有两颗晶粒A和B,它们之间的唯 一差别在于它们的晶粒学位向不同。如果在 入射电子束照射下,B晶粒的某 (hkl) 晶面 组恰好与入射方向交成精确的布拉格角 B , 而其余的晶面均与衍射条件存在较大的偏差, 即B晶粒的位向满足“双光束条件”。此时, 在B晶粒的选区衍射花样中, hkl 斑点特别 亮,也即其 (hkl) 晶面的衍射束最强。如果 假定对于足够薄的样品,入射电子受到的吸 收效应可不予考虑,且在所谓“双光束条件” 下忽略所有其他较弱的衍射束,则强度为 I 0 的入射电子束在B晶粒区域内经过散射之后, 将成为强度为 I hkl 的衍射束和强度为 I 0 I hkl 的透射束两个部分。 衍射衬度 习惯上常以另一种方式产生暗场像,即把入射电子束方向倾斜2θ角度,使B晶 粒的 (hk l ) 晶面组处于强烈衍射的位向,而物镜光阑仍在光轴位置。此时只有 B晶粒的 (hk l ) 衍射束正好通过光阑孔,而透射束被挡掉,这叫做中心暗场成像 方法。 B晶粒的像亮度为 I B I HKL ,而A晶粒由于在该 方向的散射度极小,像亮度几乎近于零,图像的 衬度特征恰好与明场像相反,B晶粒较亮而A晶 粒很暗。 在衍衬成像方法中,某一最符合布拉格条件的 (hkl) 晶面组强衍射束起着十分关键的作用, 因为它直接决定了图像的衬度。