透射电子显微分析 (2)课件.ppt

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1、关于透射电子显微分析(2)现在学习的是第1页，共48页第八章第八章 透射电子显微镜透射电子显微镜1 1 透射电镜的整体构造及工作原理透射电镜的整体构造及工作原理 2 2 透射电镜的主要部件及工作原理透射电镜的主要部件及工作原理现在学习的是第2页，共48页1 1 透射电子显微镜工作原理及构造透射电子显微镜工作原理及构造由三部分组成：由三部分组成：电子光学系统（镜筒）核心电子光学系统（镜筒）核心电源与控制系统电源与控制系统真空系统真空系统现在学习的是第3页，共48页光学显微镜光学显微镜:可见光作照明束可见光作照明束;玻璃透镜玻璃透镜;像分辨像分辨.透射电镜透射电镜:电子电子为照明束为照明束;磁透镜

2、磁透镜;像分辨、结构分析。像分辨、结构分析。电子枪发射出来的电子，电子枪发射出来的电子，阳极电压加速阳极电压加速 聚光镜聚光镜(2(2、3 3个个电磁透镜电磁透镜)会聚为平行电子束会聚为平行电子束 薄样品薄样品 样品本身的结构信息，样品本身的结构信息，经物镜、中间镜、投影镜聚焦放大经物镜、中间镜、投影镜聚焦放大 形成形成图像或衍射谱图像或衍射谱于荧光屏上。于荧光屏上。一、电子光学系统工作原理一、电子光学系统工作原理现在学习的是第4页，共48页透镜电镜和普透镜电镜和普通光学显微镜通光学显微镜的光路是的光路是相似相似的的现在学习的是第5页，共48页光学显微镜与透射电镜的比较光学显微镜与透射电镜的比

3、较光学显微镜与透射电镜的比较光学显微镜与透射电镜的比较 比较部分比较部分光学显微镜光学显微镜透射电镜透射电镜光源光源可见光可见光(日光、电灯光日光、电灯光)电子源电子源(电子枪电子枪)照明控制照明控制玻璃聚光镜玻璃聚光镜电子聚光镜电子聚光镜样本样本1mm1mm厚的载玻片厚的载玻片约约10nm10nm厚的薄膜厚的薄膜放大成象系统放大成象系统玻璃透镜玻璃透镜电子透镜电子透镜介质介质空气和玻璃空气和玻璃高度真空高度真空像的观察像的观察直接用眼直接用眼利用荧光屏利用荧光屏聚焦方法聚焦方法移动透镜移动透镜改变线圈电流或电压改变线圈电流或电压分辨本领分辨本领200nm200nm0.2-0.3nm0.2-0

4、.3nm有效放大倍数有效放大倍数10103 310106 6物镜孔径角物镜孔径角约约70701 1景深景深较小较小较大较大焦长焦长较短较短较长较长像的记录像的记录照相底板等照相底板等照相底板等照相底板等现在学习的是第6页，共48页1 1 透射电子显微镜工作原理及构造透射电子显微镜工作原理及构造一、构造一、构造 由照明、成像、记录、真空与电器系统组成。由照明、成像、记录、真空与电器系统组成。1 1电磁透镜电磁透镜 通过调节通过调节激磁电流激磁电流，方便地调节磁场强度，从而，方便地调节磁场强度，从而调节调节焦距焦距和和放大倍数放大倍数其光学性质符合：其光学性质符合：现在学习的是第7页，共48页8.

5、1 8.1 透射电子显微镜工作原理及构造透射电子显微镜工作原理及构造2 2照明系统：照明系统：主要由主要由电子枪电子枪和和聚光镜聚光镜组成。组成。电子枪电子枪是发射电子的照明光源。是发射电子的照明光源。聚光镜聚光镜是把电子枪发射出来的电子会聚而成的交叉点进一步会聚后是把电子枪发射出来的电子会聚而成的交叉点进一步会聚后照射到样品上。照射到样品上。照明系统的作用照明系统的作用就是提供一束亮度高、照明孔径角小、平行度就是提供一束亮度高、照明孔径角小、平行度 好、束流稳定的照明源好、束流稳定的照明源 现在学习的是第8页，共48页1)电电子子枪枪透射电子显微镜的电子源透射电子显微镜的电子源常用的是热阴极

6、三极电子枪，它由发常用的是热阴极三极电子枪，它由发夹形钨丝阴极、栅极帽和阳极组成。夹形钨丝阴极、栅极帽和阳极组成。a a为电子枪的自偏压回路，自偏压为电子枪的自偏压回路，自偏压回路可以起到限制和稳定束流的回路可以起到限制和稳定束流的作用。作用。b b是电子枪结构原理图。在阴极和阳是电子枪结构原理图。在阴极和阳极之间的某一地点，电子束会集成极之间的某一地点，电子束会集成一个交叉点，这就是通常所说的电一个交叉点，这就是通常所说的电子源。交叉点处电子束直径约几十子源。交叉点处电子束直径约几十个微米。个微米。现在学习的是第9页，共48页灯丝灯丝现在学习的是第10页，共48页2)聚光镜聚光镜聚光镜会聚电

7、子枪射出的电子束，会聚电子枪射出的电子束，以最小的损失照明样品，调节照明以最小的损失照明样品，调节照明强度、孔径角和束斑大小。一般都强度、孔径角和束斑大小。一般都采用双聚光镜系统。采用双聚光镜系统。第一聚光镜强激磁透镜，束斑缩第一聚光镜强激磁透镜，束斑缩小率为小率为10105050倍左右，将电子枪第倍左右，将电子枪第一交叉点束斑缩小为一交叉点束斑缩小为1 15m5m；第二聚光镜弱激磁透镜，适焦时第二聚光镜弱激磁透镜，适焦时放大倍数为放大倍数为2 2倍左右。结果在样品倍左右。结果在样品平面上可获得平面上可获得2 210m10m的照明电子的照明电子束斑。束斑。现在学习的是第11页，共48页3 3成

8、像系统成像系统透射电镜入射电子束有两种主要形式：透射电镜入射电子束有两种主要形式：平行束和会聚束平行束和会聚束前者用于成像及衍射，前者用于成像及衍射，后者用于成像、微分析及微衍射后者用于成像、微分析及微衍射现在学习的是第12页，共48页8.1 8.1 透射电子显微镜工作原理及构造透射电子显微镜工作原理及构造3 3成像系统成像系统由物镜、中间镜和投影镜组成。由物镜、中间镜和投影镜组成。将将衍射花样衍射花样或或图像图像投镜到荧光屏上。投镜到荧光屏上。来自样品的电子来自样品的电子物镜物镜背焦面背焦面上会聚为上会聚为斑点斑点形成了形成了衍射花样衍射花样（物镜的背焦面（物镜的背焦面 与中间镜的物平与中间

9、镜的物平面重合）面重合）在荧光屏上得到衍在荧光屏上得到衍射花样。射花样。来自样品的电子来自样品的电子物镜物镜背焦面背焦面上形成了衍上形成了衍射花样射花样像平面像平面上重新组合上重新组合相干相干成像成像（物镜的像平面（物镜的像平面 与中间镜的物平与中间镜的物平面重合）面重合）在荧光屏上得到显微在荧光屏上得到显微像像现在学习的是第13页，共48页照明系统照明系统 成像系统成像系统:聚光镜与物镜之间放置样品聚光镜与物镜之间放置样品现在学习的是第14页，共48页成像系统成像系统成像系统主要由物镜、中间镜和投影镜组成。成像系统主要由物镜、中间镜和投影镜组成。（1 1）物镜）物镜 用来形成第一幅高分辨率电

10、子显微图像或电子衍射用来形成第一幅高分辨率电子显微图像或电子衍射花样的透镜。花样的透镜。透射电子显微镜分辨本领的高低主要取决于物镜。因透射电子显微镜分辨本领的高低主要取决于物镜。因为物镜的任何缺陷都被成像系统中其它透镜进一步放大。为物镜的任何缺陷都被成像系统中其它透镜进一步放大。欲获得物镜的高分辨率，必须尽可能降低像差。通常采用欲获得物镜的高分辨率，必须尽可能降低像差。通常采用强激磁，短焦距的物镜。强激磁，短焦距的物镜。是强激磁短焦距的透镜，放大倍数较高，一般是强激磁短焦距的透镜，放大倍数较高，一般为为100-300100-300倍。目前，高质量的物镜其分辨率可达倍。目前，高质量的物镜其分辨率

11、可达0.1nm0.1nm左左右。右。现在学习的是第15页，共48页1)1)物物 镜镜 物镜的分辨率主要取决于极靴的形状和加工精度。极靴的物镜的分辨率主要取决于极靴的形状和加工精度。极靴的内孔和上下级之间的距离越小，物镜的分辨率越高。内孔和上下级之间的距离越小，物镜的分辨率越高。为了减少物镜的为了减少物镜的球差球差，往往在物镜的后焦面上安放一个物镜，往往在物镜的后焦面上安放一个物镜光阑。物镜光阑不仅具有减少球差，像散和色差的作用，而且或光阑。物镜光阑不仅具有减少球差，像散和色差的作用，而且或以提高图像的衬度。以提高图像的衬度。此外，物镜光阑位于后焦面的位置上时，可以方便的进行此外，物镜光阑位于后

12、焦面的位置上时，可以方便的进行暗场及衬度成像的操作。暗场及衬度成像的操作。在用电子显微镜进行图像分析时，物镜和样品之间和距离总在用电子显微镜进行图像分析时，物镜和样品之间和距离总是固定不变的，（即物距是固定不变的，（即物距L L1 1不变）。因此改变物理学镜放大倍数不变）。因此改变物理学镜放大倍数进行成像时，主要是改变物镜的焦距和像距（即进行成像时，主要是改变物镜的焦距和像距（即f f 和和 L L2 2）来满足）来满足成像条件。成像条件。现在学习的是第16页，共48页2）中间镜）中间镜弱激磁的长焦距变倍透镜，可在弱激磁的长焦距变倍透镜，可在0-0-2020倍范围调节。当倍范围调节。当M1M1

13、时，用来进一时，用来进一步放大物镜的像；当步放大物镜的像；当M1M1时，用来缩小时，用来缩小物镜的像。在电镜操作过程中，主要物镜的像。在电镜操作过程中，主要是利用中间镜的可变倍率来控制电镜是利用中间镜的可变倍率来控制电镜的放大倍数。的放大倍数。如果把中间镜的物平面和物镜的像如果把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平面重合，则在荧光屏上得到一幅放大像，这就是电子显微镜中的成放大像，这就是电子显微镜中的成像操作，如图像操作，如图a a。如果把中间镜的物。如果把中间镜的物平面和物镜的后焦面重合，则在荧光屏平面和物镜的后焦面重合，则在荧光屏上得到一幅电子衍射花样，这就是电子上得到一

14、幅电子衍射花样，这就是电子显微镜中的电子衍射操作，如图显微镜中的电子衍射操作，如图b b。现在学习的是第17页，共48页3）投影镜）投影镜作用是把经中间镜放大（或缩小）的像（电子衍射作用是把经中间镜放大（或缩小）的像（电子衍射花样）进一步放大，并投影到荧光屏上，它和物镜花样）进一步放大，并投影到荧光屏上，它和物镜一样，是一个短焦距的强磁透镜。投影镜的激磁电一样，是一个短焦距的强磁透镜。投影镜的激磁电流是固定的。因为成像电子束进入投影镜时孔镜角流是固定的。因为成像电子束进入投影镜时孔镜角很小（约很小（约1010-3-3radrad）,因此它的景深和焦距都非常大。即因此它的景深和焦距都非常大。即使

15、改变中间镜的放大倍数，使显微镜的使改变中间镜的放大倍数，使显微镜的总放大倍数有总放大倍数有很大的变化，也不会影响图像的清晰度很大的变化，也不会影响图像的清晰度(why?)(why?)。有时，。有时，中间镜的像平面还会出现一定的位移，由于这个位移距离中间镜的像平面还会出现一定的位移，由于这个位移距离仍处于投影镜的景深范围之内，因此，在荧光屏上的图像仍处于投影镜的景深范围之内，因此，在荧光屏上的图像仍旧是清晰的。仍旧是清晰的。现在学习的是第18页，共48页成像系统成像系统 高性能的透射电镜大都采用高性能的透射电镜大都采用5 5级透镜放大，即中间镜和投影镜有两级，分级透镜放大，即中间镜和投影镜有两级

16、，分第一中间镜和第二中间镜，第一投影镜和第二投影镜。第一中间镜和第二中间镜，第一投影镜和第二投影镜。现在学习的是第19页，共48页观察和记录装置包括荧光屏和照相机构，在荧光屏下面放置一下可以自动换片的照相暗盒。照相时只要把荧光屏竖起，电子束即可使照相底片曝光。由于透射电子显微镜的焦长很大，虽然荧光屏和底片之间有数十厘米的间距，仍能得到清晰的图像 4.4.观察与记录系统观察与记录系统现在学习的是第20页，共48页透射电镜的结构透射电镜的结构图图5-115-11是透射电镜的外观是透射电镜的外观照片。照片。通常透射电镜由电子光学通常透射电镜由电子光学系统、电源系统、真空系系统、电源系统、真空系统、循

17、环冷却系统和控制统、循环冷却系统和控制系统组成，其中电子光学系统组成，其中电子光学系统是电镜的主要组成部系统是电镜的主要组成部分。分。现在学习的是第21页，共48页透射电镜的透射电镜的结构结构 图图5-125-12是电子光是电子光学系统的组成部学系统的组成部分示意图。由图分示意图。由图可见透射电镜电可见透射电镜电子光学系统是一子光学系统是一种积木式结构，种积木式结构，上面是照明系统、上面是照明系统、中间是成像系统、中间是成像系统、下面是观察与记下面是观察与记录系统录系统。现在学习的是第22页，共48页样品台的作用是承载样品，并使样品能作平移、倾斜、旋转，以选择感兴趣的样品区域或位向进行观察分析

18、。透射电镜的样品是放置在物镜的上下极靴之间，由于这里的空间很小，所以透射电镜的样品也很小，通常是直径3mm的薄片。8.2 8.2 透射电镜的主要部件透射电镜的主要部件一、样品台一、样品台现在学习的是第23页，共48页样品台与试样现在学习的是第24页，共48页透射电镜的主要部件透射电镜的主要部件消像散器可以是机械式的，可以是电磁式的。机械式的是在电磁透镜的磁场周围放置几块位置可以调节的导磁体，用它们来吸引一部分磁场，把固有的椭圆形磁场校正成接近旋转对称的磁场。电磁式的是通过电磁极间的吸引和排斥来校正椭圆形磁场的 二、消像散器二、消像散器现在学习的是第25页，共48页透射电镜的主要部件透射电镜的主

19、要部件在透射电子显微镜中有在透射电子显微镜中有许多固定光阑和可动光许多固定光阑和可动光阑，它们的作用主要是阑，它们的作用主要是挡掉发散的电子挡掉发散的电子，保证，保证电子束的相干性和照射电子束的相干性和照射区域。其中三种主要的区域。其中三种主要的可动光阑是第二聚光镜可动光阑是第二聚光镜光阑，物镜光阑和选区光阑，物镜光阑和选区光阑。光阑都用光阑。光阑都用无磁性无磁性的金属（铂、钼等）的金属（铂、钼等）制制造。造。三、光阑三、光阑现在学习的是第26页，共48页（一）第二聚光镜光阑（一）第二聚光镜光阑四四个个一一组组的的光光阑阑孔孔被被安安装装在在一一个个光光阑阑杆杆的的支支架架上上（图图5-19）

20、，使使用用时时，通通过过光光阑阑杆杆的的分分档档机机构构按按需需要要依依次次插插入入，使使光光阑阑孔孔中中心心位位于于电电子子束束的的轴轴线线上上（光光阑阑中中心心和和主主焦焦点点重重合）。合）。聚聚光光镜镜光光阑阑的的作作用用是是限限制制照照明明孔孔径径角角。在在双双聚聚光光镜镜系系统统中中，安安装装在在第第二二聚聚光光镜镜下下方方的的焦焦点点位位置置。光光阑阑孔孔的的直直径径为为20400m作作一一般般分分析析观观察察时时，聚聚光光镜镜的的光光阑阑孔孔径径可可用用200300m，若作微束分析时，则应采用小孔径光阑。，若作微束分析时，则应采用小孔径光阑。现在学习的是第27页，共48页（二）物

21、镜光阑（二）物镜光阑物镜光阑又称为衬度光阑，物镜光阑又称为衬度光阑，通常它被放在物镜的后焦面上。通常它被放在物镜的后焦面上。常用物镜光阑孔的直径是常用物镜光阑孔的直径是2020120m120m范围。范围。电子束通过薄膜样品后产生散射和衍射。散射角电子束通过薄膜样品后产生散射和衍射。散射角(或衍射角或衍射角)较大的电子被光阑挡住，不能继续进入镜筒成像，从较大的电子被光阑挡住，不能继续进入镜筒成像，从而就会在像平面上形成具有一定衬度的图像。光阑孔越而就会在像平面上形成具有一定衬度的图像。光阑孔越小，被挡去的电子越多，图像的衬度就越大，小，被挡去的电子越多，图像的衬度就越大，这就是物这就是物镜光阑又

22、叫做衬度光阑的原因。镜光阑又叫做衬度光阑的原因。加入物镜光阑使物镜孔径加入物镜光阑使物镜孔径角减小，能减小像差，得到质量较高的显微图像。角减小，能减小像差，得到质量较高的显微图像。物镜光阑的另一个主要作用是在后焦面上套取衍射束的物镜光阑的另一个主要作用是在后焦面上套取衍射束的斑点（即副焦点）成像，这就是所谓暗场像。斑点（即副焦点）成像，这就是所谓暗场像。利用明暗利用明暗场显微照片的对照分析，可以方便地进行物相鉴定和缺陷分场显微照片的对照分析，可以方便地进行物相鉴定和缺陷分析。析。现在学习的是第28页，共48页（三）选区光阑（三）选区光阑选区光阑又称场限光阑或视场光阑。选区光阑又称场限光阑或视场

23、光阑。为了分析样品上的一个微小区域，应该为了分析样品上的一个微小区域，应该在样品在样品上放一个光上放一个光阑，使电子束只能通过光阑限定的微区。阑，使电子束只能通过光阑限定的微区。对这个微区进行衍射分析叫做选区衍射。由于样品上待分析的对这个微区进行衍射分析叫做选区衍射。由于样品上待分析的微区很小，一般是微米数量级。制作这样大小的光阑孔在技术微区很小，一般是微米数量级。制作这样大小的光阑孔在技术上还有一定的困难，加之小光阑孔极易污染，因此，上还有一定的困难，加之小光阑孔极易污染，因此，选区光阑选区光阑都放在物镜的像平面位置。都放在物镜的像平面位置。这样布置达到的效果与光阑放这样布置达到的效果与光阑

24、放在样品平面处是完全一样的。但光阑孔的直径就可以做在样品平面处是完全一样的。但光阑孔的直径就可以做的比较大。如果物镜的放大倍数是的比较大。如果物镜的放大倍数是5050倍，则一个直径等倍，则一个直径等于于50m50m的光阑就可以选择样品上直径为的光阑就可以选择样品上直径为1m1m的区域。的区域。选区光阑同样是用无磁性金属材料制成的，一般选区光阑选区光阑同样是用无磁性金属材料制成的，一般选区光阑孔的直径位于孔的直径位于2020400m400m范围之间，它可制成范围之间，它可制成大小不同大小不同的的四孔一组或六孔一组的光阑片，由光阑支架分档推入镜筒。四孔一组或六孔一组的光阑片，由光阑支架分档推入镜筒

25、。现在学习的是第29页，共48页透射电镜的功能及发展透射电镜的功能及发展 从1934年第一台透射电子显微镜诞生以来，70年的时间里它得到了长足的发展。这些发展主要集中在三个方面。一是透射电子显微镜的功能的扩展；另一个是分辨率的不断提高；第三是将计算机和微电子技术应用于控制系统、观察与记录系统等。现在学习的是第30页，共48页功能的扩展功能的扩展早期的透射电子显微镜功能主要是观察样品形貌，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结构。具有能将形貌和晶体结构原位观

26、察的两个功能是其它结构分析仪器（如光镜和能是其它结构分析仪器（如光镜和X X射线衍射仪）所射线衍射仪）所不具备的。不具备的。透射电子显微镜增加附件后，其功能可以从原来的透射电子显微镜增加附件后，其功能可以从原来的样品内部组织形貌观察（样品内部组织形貌观察（TEMTEM）、原位的电子衍射分析）、原位的电子衍射分析（DiffDiff），发展到还可以进行原位的成分分析（能谱仪），发展到还可以进行原位的成分分析（能谱仪EDSEDS、特征能量损失谱、特征能量损失谱EELSEELS）、表面形貌观察（二次电）、表面形貌观察（二次电子像子像SEDSED、背散射电子像、背散射电子像BEDBED）和透射扫描像（）

27、和透射扫描像（STEMSTEM）。）。现在学习的是第31页，共48页功能的扩展功能的扩展结合样品台设计成高温台、低温台和拉伸台，透射结合样品台设计成高温台、低温台和拉伸台，透射电子显微镜还可以在加热状态、低温冷却状态和拉电子显微镜还可以在加热状态、低温冷却状态和拉伸状态下观察样品动态的组织结构、成分的变化，伸状态下观察样品动态的组织结构、成分的变化，使得透射电子显微镜的功能进一步的拓宽。使得透射电子显微镜的功能进一步的拓宽。透射电子显微镜功能的拓宽意味着一台仪器在不更换样品透射电子显微镜功能的拓宽意味着一台仪器在不更换样品的情况下可以进行多种分析，尤其是可以针对同一微区位的情况下可以进行多种分

28、析，尤其是可以针对同一微区位置进行形貌、晶体结构、成分（价态）的全面分析。置进行形貌、晶体结构、成分（价态）的全面分析。现在学习的是第32页，共48页分析型透射电子显微镜分析型透射电子显微镜利用电子束与固体样利用电子束与固体样品相互作用产生的物品相互作用产生的物理信号开发的多种分理信号开发的多种分析附件，大大拓展了析附件，大大拓展了透射电子显微镜的功透射电子显微镜的功能。由此产生了透射能。由此产生了透射电子显微镜的一个分电子显微镜的一个分支支分析型透射电子分析型透射电子显微镜。显微镜。现在学习的是第33页，共48页分析型透射电子显微镜分析型透射电子显微镜现在学习的是第34页，共48页分析型透射

29、电子显微镜分析型透射电子显微镜现在学习的是第35页，共48页超高压电镜超高压电镜现在学习的是第36页，共48页日本日立公司日本日立公司H H700700电子显微镜，电子显微镜，配有双倾台，并带有配有双倾台，并带有70107010扫描附件和扫描附件和EDAX9100EDAX9100能谱。该仪器不但适合于医能谱。该仪器不但适合于医学、化学、微生物等方面的研究，由学、化学、微生物等方面的研究，由于加速电压高，更适合于金属材料、于加速电压高，更适合于金属材料、矿物及高分子材料的观察与结构分析，矿物及高分子材料的观察与结构分析，并能配合能谱进行微区成份分析。并能配合能谱进行微区成份分析。分分辨辨率：率：

30、0.34nm加速电压：加速电压：75KV200KV放大倍数：放大倍数：25万倍万倍能能谱谱仪：仪：EDAX9100扫描附件：扫描附件：S7010现在学习的是第37页，共48页 CM200-FEG场发射枪电镜场发射枪电镜JEM-2010透射电镜透射电镜加速电压加速电压200KVLaB6灯丝灯丝点分辨率点分辨率1.94加速电压加速电压20KV、40KV、80KV、160KV、200KV可连续设置加速电压可连续设置加速电压热场发射枪热场发射枪晶格分辨率晶格分辨率1.4点分辨率点分辨率2.4最小电子束直径最小电子束直径1nm能量分辨率约能量分辨率约1ev倾转角度倾转角度=20度，度，=25度度现在学习

31、的是第38页，共48页JEM-2010透射电镜透射电镜加速电压加速电压200KVLaB6灯丝灯丝点分辨率点分辨率1.94EM420透射电子显微镜透射电子显微镜加速电压加速电压20KV、40KV、60KV、80KV、100KV、120KV晶格分辨率晶格分辨率2.04点分辨率点分辨率3.4最小电子束直径约最小电子束直径约2nm倾转角度倾转角度=60度度=30度度现在学习的是第39页，共48页PhilipsCM12透射电镜透射电镜加速电压加速电压20KV、40KV、60KV、80KV、100KV、120KVLaB6或或W灯丝灯丝晶格分辨率晶格分辨率2.04点分辨率点分辨率3.4最小电子束直径约最小电

32、子束直径约2nm；倾转角度倾转角度=20度度=25度度CEISS902电镜电镜加速电压加速电压50KV、80KVW灯丝灯丝顶插式样品台顶插式样品台能量分辨率能量分辨率1.5ev倾转角度倾转角度=60度度转动转动4000现在学习的是第40页，共48页高分辨透射电子显微镜高分辨透射电子显微镜透射电子显微镜发展的另一个表现是分辨率的不断提高。透射电子显微镜发展的另一个表现是分辨率的不断提高。目前目前200KV200KV透射电子显微镜的分辨率好于透射电子显微镜的分辨率好于0.2nm0.2nm，1000KV1000KV透射电子显微镜的分辨率达到透射电子显微镜的分辨率达到0.1nm0.1nm。透射电子显微

33、镜分辨率的提高取决于电磁透镜的制造水透射电子显微镜分辨率的提高取决于电磁透镜的制造水平不断提高，球差系数逐渐下降；透射电子显微镜的加平不断提高，球差系数逐渐下降；透射电子显微镜的加速电压不断提高，从速电压不断提高，从80KV80KV、100KV100KV、120KV120KV、200KV200KV、300KV300KV直到直到1000KV1000KV以上；为了获得高亮度且相干性好以上；为了获得高亮度且相干性好的照明源，电子枪由早期的发夹式钨灯丝，发展到的照明源，电子枪由早期的发夹式钨灯丝，发展到LaB6LaB6单晶灯丝，现在又开发出场发射电子枪。单晶灯丝，现在又开发出场发射电子枪。现在学习的是

34、第41页，共48页高分辨透射电子显微镜高分辨透射电子显微镜提高透射电子显微镜分辨率的关键在于物镜制提高透射电子显微镜分辨率的关键在于物镜制造和上下极靴之间的间隙，舍弃各种分析附件造和上下极靴之间的间隙，舍弃各种分析附件可以使透射电子显微镜的分辨率进一步提高，可以使透射电子显微镜的分辨率进一步提高，由此产生了透射电子显微镜的另一个分支由此产生了透射电子显微镜的另一个分支高分辨透射电子显微镜（高分辨透射电子显微镜（HREMHREM）。）。但是近年来随着电子显微镜制造技术的提高，但是近年来随着电子显微镜制造技术的提高，高分辨透射电子显微镜也在增加各种分析附高分辨透射电子显微镜也在增加各种分析附件，完

35、善其分析功能。件，完善其分析功能。现在学习的是第42页，共48页计算机技术的应用计算机技术的应用透射电子显微镜的发展还表现在计算机技术和微电子透射电子显微镜的发展还表现在计算机技术和微电子技术的应用。计算机技术和微电子技术的应用使透射技术的应用。计算机技术和微电子技术的应用使透射电子显微镜的控制变得简单，自动化程度大大提高，电子显微镜的控制变得简单，自动化程度大大提高，整机性能提高。整机性能提高。在透射电子显微镜的观察与记录系统中增加摄像系在透射电子显微镜的观察与记录系统中增加摄像系统，使分析观察更加方便，而且能连续记录。近几统，使分析观察更加方便，而且能连续记录。近几年慢扫描年慢扫描CCDC

36、CD相机越来越多地取代传统的观察与记录系统，相机越来越多地取代传统的观察与记录系统，将透射电子信号（图象）传送到计算机显示器上，不仅方将透射电子信号（图象）传送到计算机显示器上，不仅方便观察记录，而且与网络结合使远程观察记录成为可能便观察记录，而且与网络结合使远程观察记录成为可能 现在学习的是第43页，共48页总结总结电磁透镜的分辨率受两个因素控制：衍射效应和像差电磁透镜的分辨率受两个因素控制：衍射效应和像差（主要是球差）。孔径半角（主要是球差）。孔径半角对两个因素的影响作用相对两个因素的影响作用相反。反。电镜的像差为：球差、像散、色差。其中球差不可电镜的像差为：球差、像散、色差。其中球差不可

37、消除且对电镜分辨率影响最显著；像散可以消除；消除且对电镜分辨率影响最显著；像散可以消除；色差的影响是电压波动和样品厚度不均色差的影响是电压波动和样品厚度不均有效放大倍数和放大倍数是两个不同的概念。有效放大倍数和放大倍数是两个不同的概念。正是由于正是由于很小，电子显微镜的景深和焦长都很大。很小，电子显微镜的景深和焦长都很大。现在学习的是第44页，共48页总结总结透射电子显微镜主要组成部分是透射电子显微镜主要组成部分是照明系统照明系统、成成像系统像系统和和观察记录系统观察记录系统。成像系统中的物镜是显微镜的核心，它的分成像系统中的物镜是显微镜的核心，它的分辨率就是显微镜的分辨率。成像系统可以实辨率

38、就是显微镜的分辨率。成像系统可以实现两种成像操作：一种是将物镜的像放大成现两种成像操作：一种是将物镜的像放大成像，即试样像，即试样形貌观察形貌观察；另一种是将物镜背焦；另一种是将物镜背焦面的衍射花样放大成像，即面的衍射花样放大成像，即电子衍射电子衍射分析。分析。现在学习的是第45页，共48页总结总结样品台是透射电子显微镜的重要附件之一，它样品台是透射电子显微镜的重要附件之一，它可以实现样品的平移、倾斜和转动操作从而便可以实现样品的平移、倾斜和转动操作从而便于样品的观察分析；高温台、低温台和拉伸台于样品的观察分析；高温台、低温台和拉伸台等可以进一步扩大透射电子显微镜的功能。等可以进一步扩大透射电

39、子显微镜的功能。光阑在透射电子显微镜的光路中是用来限制光阑在透射电子显微镜的光路中是用来限制电子束的发散角。电子束的发散角。三个可动光阑：第二聚光镜光阑、物镜光阑和三个可动光阑：第二聚光镜光阑、物镜光阑和选区光阑的选区光阑的位置位置和和作用作用是各不相同的。是各不相同的。现在学习的是第46页，共48页1 1电磁透镜电磁透镜(1)(1)电磁透镜的结构电磁透镜的结构 纯铁纯铁极靴；极靴；铜线圈；铜线圈；极靴孔径与间隙比极靴孔径与间隙比重要参数重要参数电流电流线圈线圈极靴被磁化极靴被磁化 在心腔内建立起磁场在心腔内建立起磁场 电磁透镜电磁透镜(2)(2)电磁透镜的光学性质电磁透镜的光学性质 (3)(3)电磁透镜的分辨本领电磁透镜的分辨本领现在学习的是第47页，共48页感感谢谢大大家家观观看看现在学习的是第48页，共48页