第十一讲透射电子显微镜 (2)优秀课件

1
1
27 A
1
g
约100倍
②不十分满足Bragg条件，因为晶体很薄，小 于100埃，而Bragg公式是由无限厚晶体导出的。
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＃爱瓦尔德作图法：
反射球近乎是平面
所以，当晶体很薄时， 为满足爱氏作图法原理，
显然，倒易点 (hkl)*应该
是具有一条倒易杆，
爱氏球(平)面才能与倒
易杆相交发生衍射。
衬度光栏
使之等于Md。
显微形貌观察
AA´
c: 调节I中,使f中,
至 f中前焦=f物后焦
选区光栏 Md
缩小衬度光栏至0级衍射
B A
A B 观察ED花样
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三. 成像衬度 TEM衬度像：
①散射衬度：透过试样不同部位时，
散射与透射强度组成比例不同引起的
反差 。
透过试样eB
束散透射射部部分分
入射电子束
②等倾干涉条纹：
试样弯曲(受热或其他，薄片翘曲） 强
度
弯曲各部晶面与入射电子束θ不同，
符合Bragg条件不同，
衍射情况不同所出现的干涉条纹。
AlN陶瓷的TEM显微像
等倾干涉条纹
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四. 电子衍射
爱瓦尔德作图法 当晶体无限厚
N ghkl
O kg (hkl) k0 2
O ghkl
M Mob Mm MP 调节透镜的激磁电流
0
Mob通 常 等 于100，Mobmax 300, Smax 1 A
物镜光栏：ob极靴进口表面， 缩小孔径角用。
衬度光栏：ob后焦面上,可变。 选区光栏：ob像平面上，可变 。 4. 图象记录装置：荧光屏 照像装置

β=±30度
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CEISS902电镜
加速电压50KV、80KV W灯丝 顶插式样品台 能量分辨率1.5ev 倾转角度α=±60度
转动4000
Philips CM12透射电镜
加速电压20KV、40KV、60KV、80KV 、100KV、120KV LaB6或W灯丝 晶格分辨率 2.04Å 点分辨率 3.4Å 最小电子束直径约2nm； 倾转角度α=±20度
如果真空度不够，就会 出现下列问题：
1）高压加不上去 2）成像衬度变差 3）极间放电 4）使灯丝迅速氧化， 缩短寿命
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2.5 供电系统
透射电镜需要两部分电源：一是供给电子枪的 高压部分，二是供给电磁透镜的低压稳流部分。
电压的稳定性是电镜性能好坏的一个极为重要的 标志。加速电压和透镜电流的不稳定将使电子光学 系统产生严重像差，从而使分辨本领下降。所以对 供电系统的主要要求是产生高稳定的加速电压和各 透镜的激磁电流。在所有的透镜中，物镜激磁电流 的稳定度要求也最高。
• 物镜是强激磁短焦距的透镜（f可达1mm）、放大 倍数较高（M可达300)，最佳分辨本领可达1埃。为 了得到最佳图像，物镜的M不变 。
•物距L1固定（一般可微调），所以 在成像时，主要改变焦距f和像距L2 来满足成像条件。
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• 为了减小物镜的球差和提高像的衬度，在物镜后 焦面上可安放一个孔径可调的物镜光阑，物镜光 阑的另一作用是进行暗场及衍衬成像操作。
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JEM-3010几种照明光路的比较
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2.2 成像系统
（一）物镜
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• 物镜是TEM的最关键的部分，其作用是将来自试样 不同点同方向同相位的弹性散射束会聚于其后焦面 上，构成含有试样结构信息的衍射花样；将来自试 样同一点的不同方向的弹性散射束会聚于其像平面 上，构成与试样组织相对应的显微像。TEM分辨本 领的高低主要取决于物镜。

39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
Hale Waihona Puke 40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
透射电子显微镜课件
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿

透射电子显微镜 (Transmission Electron Microscope, TEM)
TEM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。可同时实现微观形貌观察、晶体结构分析和成 分分析（配以能谱或波谱或能量损失 谱）。
为什么采用电子束而不用自然光？
β=±25度
EM420透射电子显微镜
（日本电子） 加速电压20KV、40KV、60KV、 80KV、100KV、120KV 晶格分辨率 2.04Å 点分辨率 3.4Å 最小电子束直径约2nm 倾转角度α=±60度
β=±30度
FEI Titan 80-300 kV S/TEM 世界上功能最强大的商用透射电子显 微镜 (TEM)。已迅速成为全球顶级研 究人员的首选 S/TEM，从而实现了 TEM 及 S/TEM 模式下的亚埃级分辨 率研究及探索。
➢ 电子显微镜发展史
1898年J.J. Thomson发现电子 1924年de Broglie 提出物质粒子波动性假说和1927年实验的证实。 1926年轴对称磁场对电子束汇聚作用的提出。 1932年，1935年，透射电镜和扫描电镜相继出现，1936年，透射电
镜实现了工厂化生产。 20世纪50年代，英国剑桥大学卡文迪许实验室的Hirsch和Howie等人
主要技术参数： 1.TEM分辨率 <1 2.STEM分辨率 <1 3.能量分辨率 <0.15eV 或 <0.25eV 4.加速电压 80-300kV
内容
8.1 简介 8.2 结构原理 8.3 样品制备 8.4 透射电子显微镜的电子衍射 8.5 透射电子显微镜图像分析
8.2 透射电子显微镜结构原理
电磁透镜的分辨本领比光学玻璃透镜提高一千 倍左右，可以达到2Å 的水平，使观察物质纳米 级微观结构成为可能。