— — 1 —1 — 高分辨透射电镜的原理
高分辨透射电镜（High-ResolutionEmissionTomography,HRET）是一种高分辨率的显微成像技术，它以高分辨的电子探针（ElectronProbe）作为主要成像工具。它可获得原子分辨率的三维图像。与其他显微成像技术相比，HRET具有下列优点：
1.获得的图像比电子探针观察到的高一个数量级；
2.对样品无破坏性；
3.图像质量高，分辨率可达0.1纳米；
4.可获得样品表面精细结构和信息；
5.可观察样品表面或内部细微结构，且不受样品厚度限制；
6.扫描速度快，每秒可扫描数百张图片。高分辨透射电镜的工作原理是：电子探针在透射电镜中通过电子束轰击样品时，被激发的电子或离子被偏转到样品表面的不同部位，并在这些部位产生新的电子或离子。这些被偏转的电子或离子分别向各自相反的方向运动。偏转后，原来被激发到样品表面的电子或离子又回到原来的位置。这样，就可以通过扫描电镜记录下来。
第２６卷第２期 ２００７年４月 电子显微学报
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ Ｓｏｃｉｅｔｙ Ｖｏ１．２６．Ｎｏ．２ ２０ｏ７．０４
文章编号：１０００．６２８１（２００７）０２—００８５—０５
用２００ ｋＶ高分辨电子显微镜辨认３ Ｃ—ＳｉＣ中
的硅和碳原子
唐春艳 ，李方华¨，王 蓉
（１．北京凝聚态物理国家实验室，中国科学院物理研究所，北京１０００８０；
２．北京科技大学材料物理系，北京１０００８３）
摘要：用２００ ｋＶ六硼化镧灯丝的高分辨电子显微镜拍摄了外延生长在硅衬底的３Ｃ．ＳｉＣ薄膜的［１ｌ０］显微像。经
过解卷处理和衍射振幅校正，把实验像转换为直接反映晶体投影结构的结构像，近邻Ｓｉ、Ｃ原子柱显现为黑（灰）的
像点时，即所谓的哑铃。测量了结构像中不同厚度区域哑铃的灰度变化，分析了哑铃中二个端点的相时灰度值随
厚度的变化关系，结合赝弱相位物体近似像衬理论进行分析，辨认出Ｓｉ与Ｃ原子柱。
关键词：高分辨电子显微像；解卷处理；赝弱相位物体近似像衬理论；３Ｃ．ＳｉＣ薄膜
中图分类号：０７６６ ．１；ＴＢ３８３；ＴＮ３０４；ＴＧ１１５．２１’５．３
在制备高功率高频器件方面，碳化硅（ＳｉＣ）是一
种有前景的二维半导体纳米材料，具有宽带隙、高临
界击穿电场、高热导率、高载流子饱和浓度等特点。
尽管在ｓｉ衬底上生长３Ｃ．ＳｉＣ薄膜有助于将ＳｉＣ的
优良性能与ｓｉ的成熟工艺相结合 ，然而二者的点
阵失配大（ ２０％），且热膨胀系数差别甚大，在ｓｉ
衬底上生长的３Ｃ—ＳｉＣ薄膜中常有高密度的缺陷，如
失配位错 、堆垛层错ｂ］、微孪晶【４ 及反向畴 ］
等，这些缺陷可能对基于ＳｉＣ的电子器件的性能带
来严重影响。
虽然高分辨电子显微术是研究缺陷结构的有效
途径，可是３Ｃ．ＳｉＣ晶体中ｓｉ与Ｃ原子的最近距离
很小，只能用超高压高分辨电子显微镜（以下简称电
镜）分辨开这两个原子 ，中等电压（２００ ｋＶ与３００
tem工作原理
TEM（透射电子显微镜）工作原理是利用电子束穿透物质样本并通过透射方式形成样本的显微图像。TEM是一种高分辨率的显微镜，可用于观察和研究非常细小的物质结构。
TEM的基本构造包括电子源、透镜系统和探测器。首先，电子源产生高能电子束。然后，电子束通过一系列透镜系统，包括电子透镜和物镜透镜，来聚焦电子束并使其通过样本。透过样本后，电子束进入投射透镜，再通过聚焦透镜，最后进入探测器。
在通过样本的过程中，一部分电子束会被样本中的原子核、电子等相互作用而散射出去，另一部分电子束则会透过样本并与探测器相互作用。探测器收集到的透射电子信号会转化为电信号，并通过电子学系统进行放大和处理。最终，这些电信号被转化为图像，并通过显示器或拍摄设备进行观察和记录。
TEM的工作原理基于电子的波粒二象性，在透明薄样品的情况下，电子束的穿透性可以用来解析样本内部的微观结构。TEM在分辨率方面具有很高的优势，可以观察到纳米级别的细小结构和特征。同时，TEM还可以通过调整电子束的能量，实现不同样本性质的观测，如原子分辨率、晶体结构、元素分析等。
总而言之，TEM的工作原理是通过电子束穿透样本，利用透射方式形成样本的显微图像。这种技术在材料科学、生物科学和纳米科技等领域具有重要的应用价值。
tem工作原理
TEM（透射电子显微镜）是一种高分辨率的显微镜，它利用电子束而不是光束来形成显微图像。TEM的工作原理是通过透射电子来观察样品的内部结构和组成。下面将详细介绍TEM的工作原理及其应用。
TEM通过发射高能电子束照射样品，样品中的原子核和电子云与电子束相互作用，产生散射和吸收现象。这些散射和吸收现象会改变电子束的方向和强度，进而形成显微图像。TEM使用电磁透镜来聚焦电子束，使其能够穿过样品并投影在物理探测器上，从而形成高分辨率的图像。
TEM的工作原理基于电子的波粒二象性。电子具有波动性质，其波长与其动能有关。由于电子的波长比可见光的波长要短得多，因此TEM能够实现比光学显微镜更高的分辨率。此外，电子束的焦点和放大倍数可以通过调整电磁透镜的参数进行控制，从而进一步提高分辨率。
TEM还可以通过使用透射电子衍射（TED）来分析样品的晶体结构。当电子束通过晶体样品时，会发生衍射现象，形成一个衍射图样。通过分析衍射图样，可以确定样品的晶体结构、晶格常数和晶体缺陷等信息。
TEM广泛应用于材料科学、生物学、纳米技术等领域。在材料科学中，TEM可以用于研究材料的晶体结构、晶格缺陷、界面性质等。在生物学中，TEM可以用于观察生物样品的细胞结构和超微结构。在纳米技术领域，TEM可以用于研究纳米材料的形貌、尺寸和结构。
除了观察样品的结构，TEM还可以进行成分分析。通过在TEM中加入能量色散X射线光谱仪（EDS），可以测量样品中不同元素的含量和分布。这种组合技术被称为透射电子显微镜-能量色散X射线光谱仪（TEM-EDS）。
总结一下，TEM利用电子束来观察样品的内部结构和组成。它的工作原理基于电子的波粒二象性，通过调整电磁透镜的参数来实现高分辨率的成像。TEM在材料科学、生物学和纳米技术等领域有着广泛的应用，可以帮助科学家研究和理解物质的微观世界。
