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电子显微技术一、名词解释1.数值孔径2.景深与焦长3.齐焦4.像差5.色差6.电子探针二、选择题1.适于观察细胞复杂网络如内质网膜系统、细胞骨架系统的三维结构的显微镜是( )A．普通光学显微镜B．荧光显微镜C．相衬显微镜D．激光扫描共聚焦显微镜2. 下面对透射电镜描述不正确的是( )A．利用泛光式电子束和透射电子成像B．观察细胞内部超微结构C．发展最早,性能最完善D．景深长、图像立体感强3. 电子散射少、对样品损伤小、可用于观察活细胞的电子显微镜是( )A．普通透射电镜B．普通扫描电镜C．超高压电镜D．扫描隧道显微镜4. 物象在低倍镜（10X）下清晰可见，换高倍镜（40X）后看不见了，这是因为( )A．玻片放反了B．高倍物镜故障C．物象不在视野正中央D．焦距没调好5. 用于透射电镜的超薄切片厚度通常为( )A．50 nm ～100nmB．0.2μmC．10μmD．2nm6. 关于扫描隧道显微镜(STM)，下列叙述错误的是( )A．STM是IBM苏黎世实验室的Binnig等人在1981年发明的B．可直接观察到DNA、RNA和蛋白等生物大分子C．仅可在真空条件下工作D．依靠一极细的金属针尖在标本表面扫描来探测标本的形貌7. 下面哪一种措施与提高显微镜分辨能力无关( )A．使用放大倍率较高的目镜B．使用折射率高的介质C．扩大物镜直径D．使用波长较短的光源8. 透射电镜的反差取决于样品对( )的散射能力A．二次电子B．入射电子C．样品质量厚度D．样品性质9. 仅仅反映固体样品表面形貌信息的物理信号是( ) A．背散射电子B．二次电子C．吸收电子D．透射电子10. 透射电镜所具有的特征有( )A．分辨率高B．放大倍数高C．成像立体感强D．标本须超薄11. 电子枪产生的电子是( )A．入射电子B．俄歇电子C．弹性散射电子D．二次电子12. 电镜标本制备时常用的固定剂有( )A．锇酸B．戊二醛C．丙酮D．过碘酸13. 下面属于超高压电子显微镜的优点的是( ) A．可用于观察厚切片B．可以提高分辨率C．可提高图像质量D．减少辐射损伤范围14. 二次电子检测系统不包括( )A．收集体B．显像管C．闪烁体D．光电倍增管15. 扫描电镜的反差是由( )决定的A．吸收电子产率B．反射电子产率C．二次电子产率D．特征X射线产率三、判断题1.1938年，俄国工程师Max Knoll和Ernst Ruska制造出了世界上第一台透射电子显微镜(TEM)。
电子显微分析作业姓名：陈晋栋1、场发射扫描电镜(FSEM)为何具有更高的空间分辨率？叙述在纳米材料研究中的主要应用。
答：由于场发射电子枪发射出的电子束流所含电子密度高，电子束束斑小、能量高，电子束打在样品表面能都激发出更多的二次电子且打入的深度要比W灯丝的深，故场发射扫描电镜具有更高的空间分辨率。
FSEM在纳米材料的研究当中主要用来观察纳米材料的结构、形貌，在一定程度上可以进行微区的成分分析。
2、论述衍射衬度像在材料研究中的主要应用。
答：衍射衬度主要用来观察样品的缺陷，如层错、位错等。
样品微区晶体取向或者晶体结构不同，满足布拉格方程的程度不同，使得在样品下表面形成一个随位置分布不同而变化的衍射振幅分布，所以像的亮度随着衍射条件的不同而变化，产生衍射衬度。
衍射衬度对晶体结构和取向十分敏感，当样品中存在缺陷时，该处相对于周围晶体发生了微小的变化，导致缺陷处和周围晶体产生不同的衍射条件，进而形成不同的衬度，将缺陷显示出来。
3、何为结构像？HREM相位衬度像的主要影响因素？答：结构像是指像点与原子团或原子围城的通道对应，可以用结构进行直接解释。
HREM相位衬度的主要影响因素有：（1）电镜的球差，用球差系数Cs表示(spherical aberration coefficient)；（2）成像时的焦距位置，用离焦量△f 表示(defocus)偏离正焦的距离；（3）加速电压，它改变了电子束的波长λ；（4）电子束发散角α；（5）透镜的光阑尺寸D；（6）试样的厚薄。
4、STEM方式中HADDF高分辨像的原理和特点是什么？（与相位衬度像比较）答：HADDF高分辨像的成像原理：利用高角环形光阑收集STEM的衍射模式下的高角度漫散射的电子成像。
HADDF像的特点：HADDF的Z衬度像是一种非相干的成像，可以排除HREM由于相位衬度引起的像解析的复杂性，它的衬度依赖于原子序数Z，并不随着物镜的欠焦量和样品厚度的变化而发生衬度反转，比HREM像更容易解释。
第八章扫描电子显微分析
一、选择题
1. 在扫描电子显微镜中，下列二次电子像衬度最亮的区域是（）。
A.和电子束垂直的表面；
B. 和电子束成30º的表面；
C. 和电子束成45º的表面；
D. 和电子束成60º的表面。
3. 可以探测表面1nm层厚的样品成分信息的物理信号是（）。
A. 背散射电子；
B. 吸收电子；
C. 特征X射线；
D. 俄歇电子。
4. 扫描电子显微镜配备的成分分析附件中最常见的仪器是（）。
A. 波谱仪；
B. 能谱仪；
C. 俄歇电子谱仪；
D. 特征电子能量损失谱。
5. 波谱仪与能谱仪相比，能谱仪最大的优点是（）。
A. 快速高效；
B. 精度高；
C. 没有机械传动部件；
D. 价格便宜。
二、填空题
1.扫描电子显微镜的放大倍数是的扫描宽度与的扫描宽度的比值。
在
衬度像上颗粒、凸起的棱角是衬度，而裂纹、凹坑则是衬度。
2.分辨率最高的物理信号是为 nm，分辨率最低的物理信号是为
nm以上。
3.扫描电子显微镜可以替代进行材料观察，也可以对进行
分析观察。
三、名词解释
1.背散射电子
2.吸收电子
3.特征X射线
4.波谱仪
5.能谱仪。
电子显微学考试第一章复习题：1.什么是轴对称场？为什么电子只在轴对称场中聚焦和成像？所谓轴对称场，是指在这种场中，电位的分布对系统的主光轴具有旋转对称性。
非旋转对称磁场在不同方向会聚电子的能力是不同的。
因此，所有电子不能在轴上的同一点上会聚，就会出现象散。
2.磁透镜的像散是如何形成的？如何纠正？像散是由于透镜磁场的非旋转对称而引起的。
极靴内孔不圆、上下极靴的轴线错位、制作极靴的材料材质不均匀以及极靴孔周围局部污染等原因，都会使电磁透镜的磁场产生椭圆度。
透镜磁场的这种非旋转对称，使它在不同方向上的聚焦能力出现差别，结果使物点p通过透镜后不能在像平面上聚焦成一点。
像散消除器可以补偿像散。
3.什么是透镜畸变？为什么电子显微镜进行低倍率观察时会产生畸变？如何矫正？透镜的畸变是由球差引起的，图像的放大率会随着离轴径向距离的增加而增大或减小。
当透镜作为投影镜时，特别在低放大倍数时更为突出。
因为此时在物面上被照射的面积有相当大的尺寸，球差的存在使透镜对边缘区域的聚焦能力比中心部分大。
反映在像平面上，即像的放大倍数将随离轴径向距离的加大而增加或减小。
电子电路可以对其进行校正：在强激励下，球差系数CS显著降低；在不破坏真空的情况下，根据放大倍数选择不同内径的透镜杆靴；两个投影镜用于消除失真。
4.TEM的主要结构自上而下列出1）电子光学系统――照明系统、图像系统、图像观察和记录系统；2）真空系统；3）电源和控制系统。
电子枪、第一冷凝器、第二冷凝器、冷凝器光圈、样品台、物镜光圈、物镜、选择光圈、中间透镜、投影透镜、双目光学显微镜、观察窗、荧光屏和摄像室。
5.透射电镜和光学显微镜的区别是什么？光学显微镜用光束照明，简单直观，分辨本领低（0.2微米），只能观察表面形貌，不能做微区成分分析；tem分辨本领高（1a）可把形貌观察，结构分析和成分分析结合起来，可以观察表面和内部结构，但仪器贵，不直观，分析困难，操作复杂，样品制备复杂。
西工大电子显微考题一、填空1、影响电磁透镜分辨本领的主要因素是（像差（主要是球差））和（衍射效应（埃利斑））。
2、随加速电压的升高，电子的运动速度（增大），波长（减小）。
3、与波谱仪相比，能谱仪的能量分辨率（低），分析速度（快），分析精度（低）。
4、透射电镜的图像衬度有（质厚衬度），（衍射衬度），（相位衬度）。
二、电子束入射固体样品表面会激发哪些信号？它们有哪些特点和用途？答：电子束入射固体样品表面会激发出俄歇电子、二次电子、背散射电子、吸收电子、特征X射线、电子束感生电效应、阴极荧光。
1、俄歇电子：入射电子与样品原子内层电子作用，释放能量激发外层某个电子脱离原子，成为具有特征能量的电子。
俄歇电子产生于试样表面几个原子层，对轻元素敏感，可观测的最轻元素是Be，适用于表面层的成分分析，尤其是对轻元素；2、二次电子：入射电子与外层电子发生非弹性散射，一部分核外电子获得能量逸出试样表面，成为二次电子。
二次电子能量小，一般小于50eV，适于表面形貌观察；3、背散射电子：入射电子与原子核发生弹性散射，能量损失小，一般大于50eV都称为背散射电子。
平均原子序数越大，产生背散射电子越多，可用于显示试样的元素分布和形貌；4、吸收电子：入射电子发生非弹性散射次数增多，以致电子无法逸出试样表面，在样品与地之间接电流放大器，获得电流信号，吸收电子像衬度与二次电子和背散射电子的总像衬度相反，适用于显示试样元素分布和表面形貌，尤其是试样裂纹内部的微观形貌；5、特征X射线：入射电子与样品原子内层电子作用，释放出具有特征能量的电磁辐射波，用于成分分析；6、电子束感生电效应：高能量的入射电子进入半导体作用，产生电子-空穴对，在偏加电场作用下移动产生电流，获得电子束感应电压信号，用于检测半导体或完整的固体电路的导电性变化；7、阴极荧光：电子束感生电效应产生的电子-空穴对复合释放出能量以可见光或红外线的形式释放，其信号强弱与半导体掺杂情况单值相关，故可用于监控半导体掺杂。
第二章 电子显微分析第四节 扫描电子显微分析1．扫描电镜的基本结构有哪几部分？答：① 电子光学系统：由电子枪、电磁透镜等部件组成。
电子光学系统主要用于产生一束能量分布极窄的、电子能量确定的电子束用以扫描成像。
② 扫描系统：提供入射电子束在试样表面以及显像管电子束在荧光屏上同步扫描的信号。
③ 信号探测放大系统：探测试样在入射电子束作用下产生的物理信号，然后经视频放大，作为显像系统的调制信号。
最主要的是电子探测器和X射线探测器。
④ 图像显示记录系统：包括显像管、照相机等，其作用是把信号探测系统输出的调制信号转换为在荧光屏上显示的、反映样品表面某种特征的扫描图像、供观察、照相和记录。
⑤ 真空系统；⑥ 电源系统。
2. 扫描电子显微分析的特点。
答：① 10~30mm的大块试样，制样简单；② 场深大，适于粗糙表面和断口，图像富有立体感和真实感；③ 放大倍率变化范围大: 10-15倍～ 20-30万倍；④ 适当分辨率：3-6nm；⑤ 可用电子学方法有效地控制和改善图像质量；⑥ 多功能组合分析（如微区成分等）；⑦ 动态分析（加热、冷却、拉伸等）。
3. 扫描电镜主要性能指标是什么？试阐述。
答：扫描电镜的主要性能指标是放大倍数和分辨本领。
（1）放大倍数：如果入射电子束在试样上扫描幅度为l，显像管电子束在荧光屏上扫描幅度为L，则扫描电镜放大倍数（M）为 M=L/l；由于显像管荧光屏尺寸是固定的，因此只要通过改变入射电子束在试样表面扫描幅度，即可改变扫描电镜放大倍数，目前高性能扫描电镜放大倍数可以从20倍连续调节到200000倍。
（2）分辨本领：扫描电镜图像的分辨本领通常有两种表述方法。
一种是测量试样图像一亮区照中心至相邻另一亮区中心的距离，其最小值就是分辨本领。
另一种方法是测量暗区的宽度，其最小值为分辨本领。
4. 扫描电镜试样制备有哪些要求？请阐述之。
答：对试样的要求：（1）在真空中能保持稳定，含有水分的试样应先烘干除去水分，或使用临界点干燥设备进行处理。
材料结构分析一、名词解释：球差景深分辨率明场像暗场像消光距离菊池花样衍射衬度双光束条件电子背散射衍射二次电子背散射电子二、简答1．透射电镜主要由几大系统构成?各系统之间关系如何?2．照明系统的作用是什么?它应满足什么要求?3．成像系统的主要构成及其特点是什么?4．分别说明成像操作与衍射操作时各级透镜(像平面与物平面)之间的相对位置关系，并画出光路图。
5．说明多晶、单晶及非晶衍射花样的特征及形成原理。
6．制备薄膜样品的基本要求是什么?具体工艺过程如何?双喷减薄与离子减薄各适用于制备什么样品?7．什么是衍射衬度?它与质厚衬度有什么区别?8．画图说明衍衬成像原理，并说明什么是明场像，暗明场像。
9．什么是消光距离?影响晶体消光距离的主要物性参数和外界条件参数是什么?10．衍衬运动学的基本假设及其意义是什么?怎样做才能满足或接近基本假设?11．举例说明理想晶体衍衬运动学基本方程在解释衍衬图像中的应用。
12．什么是缺陷不可见判据?如何用不可见判据来确定位错的布氏矢量?13．写出电子束入射固体晶体表面激发出的三种物理信号，它们有哪些特点和用途?14．扫描电镜的成像原理与透射电镜有何不同?15．二次电子像和背散射电子像在显示表面形貌衬度时有何相同与不同之处?16．当电子束入射重元素和轻元素时，其作用体积有何不同?各自产生的信号的分辨率有何特点? 17．二次电子像景深很大；样品凹坑底部都能清楚地显示出来，从而使图像的立体感很强，其原因何在?18. 要在观察断口形貌的同时，分析断口上粒状夹杂物的化学成分，选用什么仪器?用怎样的操作方式进行具体分析?19．举例说明电子探针的三种工作方式(点、线、面)在显微成分分析中的应用。
20. 电子探针仪与扫描电镜有何异同?电子探针仪如何与扫描电镜和透射电镜配合进行组织结构与微区化学成分的同位分析?21. 波谱仪和能谱仪各有什么优缺点?22. 某多晶体的电镜衍射图中，有八个衍射环，R从小到大读数依次等于6．28、7．27、10．29、12．05、12．57、14．62、15．87、16．31mm，若该晶体属于立方晶系，能否判断该样品的点阵类型?23.透射电镜的电子光学系统（镜筒）包括哪几个部分，分别指出电子枪、聚光镜、物镜、中间镜、投影镜和照相机各属于哪个部分；指出物镜光阑和选区光阑所在的位置。
电子显微镜习题————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：一、电子束与样品作用1 为什么电子显微分析方法在材料研究中非常有用？答：因为电子显微分析能够1）观察材料的表面形貌；2）可以用来研究样品的晶体结构和晶体取向分布；3）可以进行能固体能谱分析。
以上三个方面对于研究材料的性能与微观组织和成分的关系有很大的帮助。
2. 电子与样品作用产生的信号是如何被利用的？扫描电镜利用了那几个信号？高能电子束与试样物质相互作用，产生各种信号，这些信号被相应的接收器接收，经过放大器和处理后，可以获得样品成分和内部结构的丰富信息。
背散射电子和二次电子主要应用于扫描电镜；透射电子用于透射电镜；特征X射线可应用于能谱仪，电子探针等；俄歇电子可应用于俄歇电子能谱仪。
吸收电子也可应用于扫描电镜，形成吸收电子像。
1）背散射电子。
背散射电子是指被固体样品中的原子核反弹回来的一部分入射电子。
其中包括弹性背散射电子和非弹性背散射电子。
背散射电子的产生范围深，由于背散射电子的产额随原子序数的增加而增加，所以，利用背散射电子作为成像信号不仅能分析形貌特征，也可用来显示原子序数衬度，定性地进行成分分析。
2）二次电子。
二次电子是指被入射电子轰击出来的核外电子。
二次电子来自表面50-500 Å的区域，能量为0-50 eV。
它对试样表面状态非常敏感，能有效地显示试样表面的微观形貌。
3）吸收电子。
入射电子进入样品后，经多次非弹性散射，能量损失殆尽（假定样品有足够厚度，没有透射电子产生），最后被样品吸收。
若在样品和地之间接入一个高灵敏度的电流表，就可以测得样品对地的信号。
若把吸收电子信号作为调制图像的信号，则其衬度与二次电子像和背散射电子像的反差是互补的。
4）透射电子。
如果样品厚度小于入射电子的有效穿透深度，那么就会有相当数量的入射电子能够穿过薄样品而成为透射电子。
材料结构分析习题集电子显微分析部分习题习题一1．电子波有何特征？与可见光有何异同？2．分析电磁透镜对电子波的聚焦原理，说明电磁透镜的结构对聚焦能力的影响。
3．电磁透镜的像差是怎样产生的，如何来消除和减少像差？4．说明影响光学显微镜和电磁透镜分辨率的关键因素是什么？如何提高电磁透镜的分辨率？5．电磁透镜景深和焦长主要受哪些因素影响？说明电磁透镜的景深大、焦长长、是什么因素影响的结果？6．试比较光学显微镜成像和透射电子显微镜成像的异同点？电子显微分析部分习题习题二1．透射电镜主要由几大系统构成？各系统之间关系如何？2．照明系统的作用是什么？它应满足什么要求？3．分别说明成像操作与衍射操作时各级透镜（像平面与物平面）之间的相对位置关系，并画出光路图。
4．成像系统的主要构成及其特点是什么？5．样品台的结构与功能如何？它应满足什么要求？6．透射电镜中有哪些主要光阑，在什么位置？其作用如何？7．点分辨率和晶格分辨率有何不同？同一电镜的这两种分辨率哪个高？为什么？8．复型样品在透射电镜下的衬度是如何形成的？9．说明如何用透射电镜观察超细粉末的尺寸和形态？如何制备样品？材料现代分析方法习题集X射线衍射分析习题习题一1．名词解释：相干散射（汤姆逊散射）、不相干散射（康普顿散射）、荧光辐射、俄歇效应、吸收限、俄歇效应。
2．在原子序24（Cr）到74（W）之间选择7种元素，根据它），用图解法验证莫塞莱定律。
们的特征谱波长（Kα13．若X射线管的额定功率为1.5kW，在管电压为35kV时，容许的最大电流是多少？4．讨论下列各组概念中二者之间的关系：1）同一物质的吸收谱和发射谱；2）X射线管靶材的发射谱与其配用的滤波片的吸收谱。
5．为使Cu靶的Kβ线透射系数是Kα线透射系数的1/6，求滤波片的厚度。
6．画出MoKα辐射的透射系数（I/I0）-铅板厚度（t）的关系曲线（t取0~1mm）。
7．欲用Mo靶X射线管激发Cu的荧光X射线辐射，所需施加的最低管电压是多少？激发出的荧光辐射的波长是多少？8．X射线的本质是什么？9．如何选用滤波片的材料？如何选用X射线管的材料？10．实验中选择X射线管以及滤波片的原则是什么？已知一个以Fe为主要成分的样品，试选择合适的X射线管和合适的滤波片。
生物电镜试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 电子显微镜的主要优点是：A. 放大倍数高B. 分辨率高C. 操作简便D. 成像速度快答案：B2. 透射电子显微镜（TEM）的成像原理是：A. 光线透过样品形成图像B. 电子束透过样品形成图像C. 电子束反射形成图像D. 电子束散射形成图像答案：B3. 扫描电子显微镜（SEM）的成像原理是：A. 光线透过样品形成图像B. 电子束透过样品形成图像C. 电子束扫描样品表面形成图像D. 电子束反射形成图像答案：C4. 电子显微镜使用的电子束波长比可见光波长短，因此：A. 分辨率更高B. 放大倍数更高C. 穿透力更强D. 以上都是答案：D5. 电子显微镜样品制备过程中，通常需要进行的步骤是：A. 染色B. 脱水C. 包埋D. 以上都是答案：D6. 电子显微镜下观察细胞结构时，细胞必须处于：A. 活体状态B. 固定状态C. 染色状态D. 脱水状态答案：B7. 电子显微镜下观察样品时，样品必须：A. 干燥B. 湿润C. 有色D. 无色答案：A8. 电子显微镜的分辨率可以达到：A. 微米级B. 纳米级C. 埃米级D. 皮米级答案：C9. 电子显微镜的放大倍数可以达到：A. 100倍B. 1000倍C. 100000倍D. 1000000倍答案：D10. 电子显微镜的样品制备中，常用的固定剂是：A. 甲醛B. 酒精C. 丙酮D. 以上都是答案：A二、填空题（每题2分，共20分）1. 电子显微镜的_________是其成像的关键部件，它能够产生高能电子束。
答案：电子枪2. 透射电子显微镜（TEM）的样品必须足够_________，以便电子束能够透过样品。
答案：薄3. 扫描电子显微镜（SEM）的样品表面必须足够_________，以便电子束能够扫描样品表面。
答案：粗糙4. 电子显微镜样品制备过程中，常用的脱水剂是_________。
答案：乙醇或丙酮5. 电子显微镜样品制备过程中，常用的染色剂是_________。
一、名词解释1、球差:由于电子透镜中心区域和边缘区域对电子会聚能力不同而造成的2、色差：是电子能量不同，从而波长不一造成的3、景深：在保持像清晰的前提下，试样在物平面上下沿镜轴可移动的距离4、焦深：在保持像清晰的前提下，象平面上下沿镜轴可移动的距离5、分辨率：指所能分辨开来的物面上两点间的最小距离6、衬度：像面上相邻部分间的黑白对比度或颜色差7、明场像：让透射束通过物镜光阑所成的像8、暗场像：仅让衍射束通过光阑所成的像9、消光距离：描述电子束强度在由极大到极小又到极大完成一变化周期沿入射方向所经历的距离10、菊池花样：由亮暗平行线对组成的一种花样，由经过非弹性散射失去很少的能量的电子随后又与一组反射面满足布拉格定律发生弹性散射产生的。
11、衍射衬度：由于晶体薄膜的不同部位满足布拉格衍射条件的程度有差异而引起的衬度12、双光束条件：电子束穿过样品后，除透射束外，只存在一束较强的衍射束精确的符合布拉格条件，其他大大偏离布拉格条件，结果衍射花样除了透射斑外，只有一个衍射斑强度较大，其他衍射斑强度基本忽略，这种情况为双光束条件13、电子背散射衍射：在扫描电子显微镜中，利用非弹性散射的背散射电子与晶体衍射后，在样品的背面得到的菊池衍射结果14、二次电子：被入射电子轰击出来的离开样品表面的核外电子15、背散射电子：指被固体样品原子反弹回来的一部分入射电子，其中包括弹性散射电子和非弹性散射电子二、简答1、透射电镜主要由几大系统构成各系统之间关系如何四大系统:电子光学系统,真空系统,供电控制系统,附加仪器系统。
其中电子光学系统是其核心，提供电子束并与试样发生相互作用。
其他系统为辅助系统。
2、照明系统的作用是什么它应满足什么要求照明系统由电子枪、聚光镜和相应的平移对中、倾斜调节装置组成。
它的作用是提供一束亮度高、照明孔经角小、平行度好、束流稳定的照明源。
它应满足明场和暗场成像需求。
3、成像系统的主要构成及其特点是什么试样室，物镜，中间镜，投影镜物镜：强励磁短焦透镜。
一、名词解释1、球差:由于电子透镜中心区域和边缘区域对电子会聚能力不同而造成的2、色差：是电子能量不同，从而波长不一造成的3、景深：在保持像清晰的前提下，试样在物平面上下沿镜轴可移动的距离4、焦深：在保持像清晰的前提下，象平面上下沿镜轴可移动的距离5、分辨率：指所能分辨开来的物面上两点间的最小距离6、衬度：像面上相邻部分间的黑白对比度或颜色差7、明场像：让透射束通过物镜光阑所成的像8、暗场像：仅让衍射束通过光阑所成的像9、消光距离：描述电子束强度在由极大到极小又到极大完成一变化周期沿入射方向所经历的距离10、菊池花样：由亮暗平行线对组成的一种花样，由经过非弹性散射失去很少的能量的电子随后又与一组反射面满足布拉格定律发生弹性散射产生的。
11、衍射衬度：由于晶体薄膜的不同部位满足布拉格衍射条件的程度有差异而引起的衬度12、双光束条件：电子束穿过样品后，除透射束外，只存在一束较强的衍射束精确的符合布拉格条件，其他大大偏离布拉格条件，结果衍射花样除了透射斑外，只有一个衍射斑强度较大，其他衍射斑强度基本忽略，这种情况为双光束条件13、电子背散射衍射：在扫描电子显微镜中，利用非弹性散射的背散射电子与晶体衍射后，在样品的背面得到的菊池衍射结果14、二次电子：被入射电子轰击出来的离开样品表面的核外电子15、背散射电子：指被固体样品原子反弹回来的一部分入射电子，其中包括弹性散射电子和非弹性散射电子二、简答1、透射电镜主要由几大系统构成?各系统之间关系如何?四大系统:电子光学系统,真空系统,供电控制系统,附加仪器系统。
其中电子光学系统是其核心，提供电子束并与试样发生相互作用。
其他系统为辅助系统。
2、照明系统的作用是什么?它应满足什么要求?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。
它的作用是提供一束亮度高、照明孔经角小、平行度好、束流稳定的照明源。
它应满足明场和暗场成像需求。
3、成像系统的主要构成及其特点是什么?试样室，物镜，中间镜，投影镜物镜：强励磁短焦透镜。
透射电子显微学考题(1)最常用的两种透射电镜工作模式图（像模式和衍射模式）？ 100kev, 200keV,300 keV, 400 keV的电子波长？(2)电子和物质的相互作用分几种散射？电子和薄样品如何作用？电子和厚样品如何作用？非弹性散射和弹性散射的角度一般是多少？何种角度弹性散射容易变为非相干的？样品变厚，前-背散射的份额如何变化？薄样品的TEM中，假定最多只有几次散射发生？TEM像由何种电子所成？(3)电子散射和X-射线散射的机制和强度对比区别？(4)非晶衍射？多晶衍射？单晶衍射的特征(5)透射电镜中的几种主要像差是什么？它们的来源是什么？(6)在倒格子空间中，画出电子衍射公式表示的含义？(7)bcc和fcc衍射消光条件的结构因子推导过程？(8)画出fcc [110]和[111] 带轴的衍射示意图（标衍射点），说明角度来源。
(9) 请说明图A中的衍射细节来源(10)根据fcc结构的菊池线和衍射带轴，标出下图中的衍射点(11)请给出以下Si[110]高分辨图像的标度(放大倍数), 两个最密排晶面.12，为什么用电子来观察13，什么是分辨率14，电子与物质如何作用15，什么是场深16，什么是衍射17，透射电子显微镜的局限性(1)取样的局限性在哪些方面(2)如何解释透射电镜像(3)电子束损伤和安全性表现在那里(4)样品的准备和注意事项18，透射电子显微镜有哪些，如何简称19，电子的波粒二像性如何表达的20，透射电子显微镜的基本结构和每一部分的作用21，透射电镜依赖什么原理工作？用大偏角或小偏角电子工作？入射束，散射束和直接束的含义？22，在哪两种方式，透射电镜分析样品时表现出非均匀的电子分布？23，在粒子框架和波框架中，电子和物质作用所用的概念是什么？散射分几种？24，电子和薄样品如何作用？电子和厚样品如何作用？25，非弹性散射和弹性散射的角度一般是多少？何种角度弹性散射容易变为非相干的？样品变厚，前-背散射的份额如何变化？26，薄样品的TEM中，假定最多只有几次散射发生？透射电子含有何信息？TEM 像由何种电子所成？前散射电子包含那些散射电子？各起何种作用？控制散射的因素有哪些？27，散射截面的含义？总散射截面包含哪两个部分？散射有效半径？散射截面表达式？质量厚度的含义？有一定厚度样品的散射截面表达式？28，什么是平均自由程？与散射截面的关系？已知样品厚度，散射几率如何用平均自由程表达？29，什么是微分散射截面，如何表达？高角度，高原子序数和高能量如何影响散射？31，Fraunhofer衍射和Fresnel 衍射的含义？电子衍射是何种衍射？Fraunhofer单缝衍射表达式和对应图？多缝衍射表达式和对应图？32，相干衍射？。
材料结构分析一、名词解释：1、球差：球差是由于电子透镜的中心区域和边沿区域对电子的会聚能力不同而造成的。
电子通过透镜时的折射近轴电子要厉害的多，以致两者不交在一点上，结果在象平面成了一个满散圆斑。
色差：是电子能量不同，从而波长不一造成的2、景深：保持象清晰的条件下，试样在物平面上下沿镜轴可移动的距离或试样超越物平面元件的距离。
焦深：在保持像清晰的前提下，象平面沿镜轴可移动的距离或者说观察屏或照相底板沿镜轴所允许的移动距离3、分辨率：所能分辨开来的物平面上两点间的最小距离，称为分辨距离4、明场像：采用物镜光阑将衍射束挡掉，只让透射束通过获得图像衬度得到的图像。
5、暗场像：用物镜光阑挡住透射束及其余衍射束，而只让一束强衍射束通过光阑所的图像。
中心暗场像：入射电子束相对衍射晶面倾斜角，此时衍射斑将移到透镜的中心位置，该衍射束通过物镜光栏形成的衍衬像称为中心暗场成像。
衬度：试样不同部位由于对入射电子作用不同，经成像放大系统后，在显示装置上显示的强度差异。
6、消光距离：衍射束的强度从0逐渐增加到最大，接着又变为0时在晶体中经过的距离。
7、菊池花样：由入射电子经非弹性不相干散射，失去很少能量，随即入射到一定晶面时，满足布拉格定律，产生布拉格衍射，衍射圆锥与厄瓦尔德球相交，其交线放大后在底片投影出的由亮暗平行线对组成的花样。
8、衍射衬度：由于晶体试样满足布拉格反射条件程度差异以及结构振幅不同而形成的电子图像反差，它仅属于晶体结构物质。
9、双光束条件：假设电子束穿过样品后，除了透射束以外，只存在一束较强的衍射束精确地符合布拉格条件，其它的衍射束都大大偏离布拉格条件。
作为结果，衍射花样中除了透射斑以外，只有一个衍射斑的强度较大，其它的衍射斑强度基本上可以忽略，这种情况就是所谓的双光束条件。
10、电子背散射衍射：当入射电子束在晶体样品中产生散射时，在晶体内向空间所有方向发射散射电子波。
如果这些散射电子波河晶体中某一晶面之间恰好符合布拉格衍射条件将发生衍射，这就是电子背散射衍射。
材料结构分析一、名词解释：球差:球差是由于电磁透镜的中心区域和边沿区域对电子的会聚能力不同而造成的。
色差：由于入射电子波长（或能量）不同造成的。
景深：指在保持像清晰的前提下，试样在物平面上下沿镜轴可移动的距离，或者说试样超越物平面所允许的厚度。
焦深（焦长）：指在保持像清晰的前提下，像平面沿镜轴可移动的距离，或者说观察屏或照相底版沿镜轴所允许的移动距离。
分辨率：成像物体上能分辨出的两个物点的最小距离明场像：让投射束通过物镜光阑所成的像暗场像：仅让衍射束通过物镜光阑所称的像消光距离：符合布拉格条件时透射波与衍射波之间能量交换或强度振荡的深度周期。
菊池花样：在稍厚的薄膜试样中观察电子衍射时，经常会发现在衍射谱的背景衬度上分布着黑白成对的线条。
这时，如果旋转试样，衍射斑的亮度虽然会有所变化，但它们的位置基本上不会改变。
但是，上述成对的线条却会随样品的转动迅速移动。
这样的衍射线条称为菊池线，带有菊池线的衍射花样称之为菊池衍射谱。
衍射衬度：衍射衬度是由于晶体薄膜的不同部位满足布拉格衍射条件的程度有差异而引起的衬度双光束条件：假设电子束穿过样品后，除了透射束以外，只存在一束较强的衍射束精确地符合布拉格条件，而其它的衍射束都大大偏离布拉格条件。
作为结果，衍射花样中除了透射斑以外，只有一个衍射斑的强度较大，其它的衍射斑强度基本上可以忽略，这种情况就是所谓的双光束条件。
电子背散射衍射：在扫描电子显微镜中，利用非弹性散射的背散射电子与晶体衍射后，在样品的背面得到的菊池衍射结果，其形成原理与TEM中的菊池衍射没有本质的区别二次电子：二次电子是被入射电子轰击出来并离开样品表面的核外电子，它来自于样品于距表面5～10nm深度范围，能量为0～50eV二次电子对样品表面形貌十分敏感，因此非常适合于表面形貌分析。
产额与原子序数之间没有明显的依赖关系，所以不能用它来进行成分分析。
背散射电子：是指被固体样品原子反弹回来的一部分入射电子，其中包括弹性背散射电子和非弹性背散射电子。
它来自样品表层几百纳米的深度范围，其能量很高，弹性背散射电子能量近似于入射电子能量。
背散射电子产额随原子序数的增加而增加，不仅能用作形貌分析，也可用来显示原子序数衬度，定性地用作成份分析。
操作反射：在用双光束成像时，参与成像的衍射斑除了透射斑以外，只有衍射斑hkl，因此无论是在明场成像还是暗场成像时，如果该衍射斑参与了成像，则图像上的衬度在理论上来讲就与该衍射斑有非常密切的关系，所以我们经常将该衍射斑称为操作反射，记为g hkl.特征X射线:样品中原子受入射电子激发后，在能级跃迁过程中直接释放的具有特征能量和波长的一种电磁波辐射，即特征X射线，其发射深度可达几个微米范围。
特征X射线可用于微区元素分析。
俄歇电子:如果在原子内层电子能级跃迁过程中释放的能量把空位层内的另一个电子（或更外层电子）发射出去，这个被电离出来的电子叫俄歇电子，其能量在50～1500eV之间。
只有距样品表面1nm深度范围内的俄歇电子才能逸出表面，因此特别适用于表面化学成分分析。
二、简答1．透射电镜主要由几大系统构成?各系统之间关系如何?答：三大系统:电子光学系统,真空系统,电源和控制系统其中电子光学系统是其核心。
其他系统为辅助系统。
（工作原理: 电子枪发射的电子束在阳极加速电压作用下加速，经聚光镜会聚成平行电子束照明样品，穿过样品的电子束携带样品本身的结构信息，经物镜、中间镜、投影镜接力聚焦放大，以图像或衍射谱形式显示于荧光屏。
应用：早期的透射电子显微镜功能主要是观察样品形貌，后来发展到可以通过电子衍射原位分析样品的晶体结构。
具有能将形貌和晶体结构原位观察的两个功能是其它结构分析仪器（如光镜和X射线衍射仪）所不具备的。
）2．照明系统的作用是什么?它应满足什么要求?作用是提供一束亮度高、照明孔径半角小、平行度好、束流稳定的照明源。
为了满足明场和暗场成像的需要，照明束可以在5度范围内倾转。
3．成像系统的主要构成及其特点是什么?答：主要由物镜、物镜光栏、选区光栏、中间镜和投影镜组成.1）物镜：强励磁短焦透镜（f=1-3mm）,放大倍数100—300倍。
作用：形成第一幅放大的衍射花样或与组织对应的显微像2）物镜光栏：装在物镜背焦面，直径20—120um，无磁金属制成。
作用：a.提高像衬度，b.减小孔经角，从而减小像差。
C.进行暗场成像3）选区光栏：装在物镜像平面上，直径20-400um，作用：对样品进行微区衍射分析。
4）中间镜：弱励磁长焦距的变倍透镜，放大倍数可调节0—20倍作用a.控制电镜总放大倍数。
B.成像/衍射模式选择。
5）投影镜：短焦、强磁透镜，进一步放大中间镜的像。
投影镜内孔径较小，使电子束进入投影镜孔径角很小。
小孔径角有两个特点：a. 景深大，改变中间镜放大倍数，使总倍数变化大，也不影响图象清晰度。
b．焦深长，放宽对荧光屏和底片平面严格位置要求。
4．分别说明成像操作与衍射操作时各级透镜(像平面与物平面)之间的相对位置关系，并画出光路图。
中间镜的物平面和物镜的像平面重合，则在荧光屏上得到一幅放大的电子显微图像，这就是成像操作；如果把中间镜的物平面和物镜的背焦面重台，则在荧光屏上得到一幅电子衍射花样，这就是透射电镜的电子衍射操作。
5．说明多晶、单晶及非晶衍射花样的特征及形成原理。
答：单晶花样是一个零层二维倒易截面，其倒易点规则排列，具有明显对称性，且处于二维网络的格点上。
因此表达花样对称性的基本单元为平行四边形。
单晶电子衍射花样就是(uvw)*0零层倒易截面的放大像。
多晶面的衍射花样为：各衍射圆锥与垂直入射束方向的荧光屏或照相底片的相交线，为一系列同心圆环。
每一族衍射晶面对应的倒易点分布集合而成一半径为1/d的倒易球面，与Ewald球的相惯线为圆环，因此，样品各晶粒{hkl}晶面族晶面的衍射线轨迹形成以入射电子束为轴、2θ为半锥角的衍射圆锥，不同晶面族衍射圆锥2θ不同，但各衍射圆锥共顶、共轴。
非晶的衍射花样为一个圆斑6．制备薄膜样品的基本要求是什么?具体工艺过程如何?双喷减薄与离子减薄各适用于制备什么样品?答：样品的基本要求：1）薄膜样品的组织结构必须和大块样品相同，在制备过程中，组织结构不变化；2）样品相对于电子束必须有足够的透明度3）薄膜样品应有一定强度和刚度，在制备、夹持和操作过程中不会引起变形和损坏；4）在样品制备过程中不允许表面产生氧化和腐蚀。
样品制备的工艺过程：1) 切薄片样品2) 预减薄3) 终减薄离子减薄：1）不导电的陶瓷样品2）要求质量高的金属样品3）不宜双喷电解的金属与合金样品双喷电解减薄：1）不易于腐蚀的裂纹端试样2）非粉末冶金试样3）组织中各相电解性能相差不大的材料4）不易于脆断、不能清洗的试样7．什么是衍射衬度?它与质厚衬度有什么区别?衍射衬度是由于晶体薄膜的不同部位满足布拉格衍射条件的程度有差异而引起的衬度；质量厚度衬度本质上是一种散射吸收衬度，即衬度是由散射物不同部位对入射电子的散射吸收程度有差异而引起的，它与散射物体不同部位的密度和厚度的差异有关；衍衬成像反映的是晶体内部的组织结构特征，而质量厚度衬度反映的基本上是样品的形貌特征。
8．画图说明衍衬成像原理，并说明什么是明场像，暗明场像。
答：设薄膜有A、B两晶粒B内的某(hkl)晶面严格满足Bragg条件，或B晶粒内满足“双光束条件”，则通过(hkl)衍射使入射强度I0分解为I hkl和I0-I hkl两部分A 晶粒内所有晶面与Bragg 角相差较大，不能产生衍射。
在物镜背焦面上的物镜光阑，将衍射束挡掉，只让透射束通过光阑孔进行成像（明场），此时，像平面上A 和B 晶粒的光强度或亮度不同，分别为 I A ≈ I 0 I B ≈ I 0 - I hklB 晶粒相对A 晶粒的像衬度为)(I I I II I I hkl A B A B ≈-=∆ 明场成像：只让中心透射束穿过物镜光栏形成的衍衬像称为明场镜。
暗场成像：只让某一衍射束通过物镜光栏形成的衍衬像称为暗场像。
中心暗场像：入射电子束相对衍射晶面倾斜角，此时衍射斑将移到透镜的中心位置，该衍射束通过物镜光栏形成的衍衬像称为中心暗场成像9．什么是消光距离?影响晶体消光距离的主要物性参数和外界条件参数是什么? 答：符合布拉格条件时透射波与衍射波之间能量交换或强度振荡的深度周期。
影响因素:晶胞体积,结构因子,Bragg 角,电子波长。
10．衍衬运动学的基本假设及其意义是什么?怎样做才能满足或接近基本假设? 答：（1）忽略样品对电子束的吸收和多重散射 。
（2）不考虑衍射束和透射束间的交互作用。
即对衬度有贡献的衍射束，其 强度相对于入射束强度是非常小的。
（3）双光束近似意味着：a) 存在一个S 值； b) 具有互补性 基本假设：（4）柱体近似。
试样下表面某点所产生的衍射束强度近似为以该点为中心的 一个小柱体衍射束的强度，柱体与柱体间互不干扰11．举例说明理想晶体衍衬运动学基本方程在解释衍衬图像中的应用。
等厚条纹和等倾条纹12．什么是缺陷不可见判据?如何用不可见判据来确定位错的布氏矢量?答：层错不可见判据是指：a 整数=⋅R g；b 层错平行于样品表面时；位错的不可见判据为g.b=0；确定位错的布氏矢量可按如下步骤：找到两个操作发射g1和g2，其成像时位错均不可见，则必有g1·b ＝0，g2·b ＝0。
这就是说，b 应该在g 1和g 2所对应的晶面（h 1k 1l 1）和（h 2k 2l 2）内，即b 应该平行于这两个晶面的交线，b ＝g 1×g 2，再利用晶面定律可以求出b 的指数。
至于b 的大小，通常可取这个方向上的最小点阵矢量。
13．写出电子束入射固体晶体表面激发出的三种物理信号，它们有哪些特点和用途?答：主要有六种：1)背散射电子:能量高；来自样品表面几百nm 深度范围；其产额随原子序数增大而增多.用作形貌分析、成分分析2)二次电子:能量较低；来自表层5—10nm 深度范围；对样品表面化状态十分敏感。
不能进行成分分析.主要用于分析样品表面形貌。
3)吸收电子:其衬度恰好和SE 或BE 信号调制图像衬度相反;与背散射电子的衬度互补。
吸收电子能产生原子序数衬度，即可用来进行定性的微区成分分析.4)透射电子：透射电子信号由微区的厚度、成分和晶体结构决定.可进行微区成分分析。
5)特征X 射线: 用特征值进行成分分析，来自样品较深的区域达几微米，可进行微区元素分析6)俄歇电子:各元素的俄歇电子能量值很低；来自样品表面1—2nm 范围。
它适合做表面分析。
14．扫描电镜的成像原理与透射电镜有何不同?扫描电子显微镜的成像原理和光学显微镜或透射电子显微镜不同，它是以电子束作为照明源，把聚焦得很细的电子束以光栅状扫描方式照射到试样上，产生各种与试样性质有关的信息，然后加以收集和处理从而获得微观形貌放大像。
