材料近代测试方法__第三章:透射电子显微分析技术详解
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材料科学研究方法-透射电子显微成像分析透射电子显微镜成象原理与图象解释金相显微镜及扫描电镜均只能观察物质表面的微观形貌,它无法获得物质内部的信息。
而透射电镜由于入射电子透射试样后,将与试样内部原子发生相互作用,从而改变其能量及运动方向。
显然,不同结构有不同的相互作用。
这样,就可以根据透射电子图象所获得的信息来了解试样内部的结构。
由于试样结构和相互作用的复杂性,因此所获得的图象也很复杂。
它不象表面形貌那样直观、易懂。
因此,如何对一张电子图象获得的信息作出正确的解释和判断,不但很重要,也很困难。
必须建立一套相应的理论才能对透射电子象作出正确的解释。
如前所述电子束透过试样所得到的透射电子束的强度及方向均发生了变化,由于试样各部位的组织结构不同,因而透射到荧光屏上的各点强度是不均匀的,这种强度的不均匀分布现象就称为衬度,所获得的电子象称为透射电子衬度象。
衬度(contrast)定义 ?衬度(contrast)定义:两个相临部分的电子束强度差对于光学显微镜,衬度来源是材料各部分反射光的能力不同。
?当电子逸出试样下表面时,由于试样对电子束的作用,使得透射到荧光屏上的强度是不均匀的,这种强度不均匀的电子象称为衬度象。
其形成的机制有两种: 1.相位衬度如果透射束与衍射束可以重新组合,从而保持它们的振幅和位相,则可直接得到产生衍射的那些晶面的晶格象,或者一个个原子的晶体结构象。
仅适于很薄的晶体试样≈100? 。
――高分辨像原子序数衬度 2. 振幅衬度振幅衬度是由于入射电子通过试样时,与试样内原子发生相互作用而发生振幅的变化,引起反差。
振幅衬度主要有质厚衬度和衍射衬度两种:①质厚衬度由于试样的质量和厚度不同,各部分对入射电子发生相互作用,产生的吸收与散射程度不同,而使得透射电子束的强度分布不同,形成反差,称为质-厚衬度。
第一节质厚衬度原理透过试样不同部位时,散射和透射强度的比例不同质厚衬度来源于入射电子与试样物质发生相互作用而引起的吸收与散射。
电子行业透射电子显微分析1. 引言透射电子显微分析(Transmission Electron Microscopy,TEM)是一种非常重要的材料分析技术,在电子行业中有着广泛的应用。
通过TEM 技术,我们可以观察材料的微观结构,并了解其原子级别的成分和性质。
本文将介绍电子行业中透射电子显微分析的原理、仪器及其在电子行业中的应用。
2. 原理透射电子显微分析的原理是利用电子束与样品相互作用产生的散射信号来观察样品的微观结构。
当入射电子束通过样品时,它们与样品中的原子和结构相互作用,会发生散射、吸收、透射等现象。
通过探测和分析这些散射信号,我们可以获得关于样品的丰富信息。
透射电子显微分析主要包括以下几个方面的原理:2.1 透射电子显微镜(TEM)的工作原理透射电子显微镜是透射电子显微分析的核心设备。
它由电子源、透镜系统、样品台、探测器和图像采集系统等组成。
电子源产生高速电子束,通过透镜系统聚焦到样品上。
样品与电子束相互作用,产生散射或透射信号。
探测器接收并记录这些信号,并通过图像采集系统生成样品的图像。
2.2 晶体学原理透射电子显微分析可以通过对样品中的晶体结构进行观察和分析,获得关于晶体结构的信息。
晶体学原理涉及到晶体的结构、晶胞参数、晶体缺陷等内容。
通过探测电子束的散射模式和衍射图样,可以确定样品的晶体结构和晶胞参数。
2.3 电子束与样品的相互作用当电子束与样品相互作用时,会发生散射、吸收和透射等现象。
散射过程中,电子束与样品中的原子或晶体结构相互作用,会改变其传播方向和速度,从而产生散射信号。
吸收过程中,电子束被样品中的原子或结构吸收或散射,导致电子束的衰减。
透射过程中,电子束可以透过样品而不发生散射或吸收。
根据不同的散射和吸收方式,可以获得样品不同的信息。
3. 仪器透射电子显微分析需要使用透射电子显微镜和其他相关设备来进行实验和观察。
这些仪器具有高分辨率、高稳定性和高探测灵敏度等特点,为透射电子显微分析提供了必要的工具。