透射电子显微分析结构.pptx

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1、1绪论 现代科学技术的迅速发展，要求材料科学工作者能够及时提供具有良好力学性能的结构材料及具有各种物理化学性能的功能材料。而材料的性能往往取决于它的微观结构及成分分布。因此，为了研究新的材料或改善传统材料，必须以尽可能高的分辨能力观测和分析材料在制备、加工及使用条件下（包括相变过程中，外加应力及各种环境因素作用下等）微观结构和微区成分的变化，并进而揭示材料成分工艺微观结构性能之间关系的规律，建立和发展材料科学的基本理论。第1页/共77页21.透射电镜的一般知识1.1什么是TEM?1.2TEM发展简史1.3为什么要用TEM?第2页/共77页31.1 什么是TEM?透射电子显微镜是以波长很短的电子

2、束做照明源，用电磁透镜聚焦成像的一种具有高分辨本领，高放大倍数的电子光学仪器。第3页/共77页4600 kx600 kx150 kx150 kx8 kx8 kx1.2 kx1.2 kx应用举例半导体器件结构第4页/共77页5Ion polished commercial Al alloyIon polished commercial Al alloyAl-Cu metallization layer thinned on Si Al-Cu metallization layer thinned on Si substratesubstrate应用举例金属组织观察.8m1m第5页/共77页6应用

3、举例Si纳米晶的原位观察第6页/共77页71.2 TEM发展简史TEM是量子力学研究的产品黑体辐射：可以把金属看成近似的黑体，给它加热，先呈暗红，而黄而白，发出耀眼的光线，能量随温度的升高而增加。问题的焦点是求出能量、温度与波长之间的关系式。瑞利和金斯紫外灾变，维恩红外灾变普朗克：辐射的能量不是连续的，像机关枪里不断射出的子弹。这一份一份就取名为“量子”。能量子相加趋近于总能量。能量子又与它的频率有关：能量子h频率。光电效应：又一有力证据爱因斯坦，1921年的诺贝尔奖金。普朗克，1920年的诺贝尔奖金。第7页/共77页81.2 TEM发展简史德布罗意：光波是粒子，那么粒子是不是波呢？光的波粒二

4、象性是不是可以推广到电子这类的粒子呢？“物质波”的新概念物质波的波长公式h/P第8页/共77页9例：质量 m=50Kg的人，以 v=15 m/s 的速度运动，试求人的德布罗意波波长。人的德波波长仪器观测不到，宏观物体的波动性不必考虑，只考虑其粒子性。第9页/共77页10电子的德波波长很短，用电子显微镜可放大200万倍。例：求静止电子经 200kV 电压加速后的德波波长。解：静止电子经电压U加速后的动能第10页/共77页11 1927年 C.J.Davisson&G.P.Germer 戴维森与 革末用电子束垂直投射到镍单晶，做电子轰击锌板的实验，随着镍的取向变化，电子束的强度也在变化，这种现象很

5、像一束波绕过障碍物时发生的衍射那样。其强度分布可用德布罗意关系和衍射理论给以解释。德布罗意波的实验验证-电子衍射实验1 1探测器探测器电子束电子束电子枪电子枪镍单晶镍单晶第11页/共77页12 屏屏 P P多晶多晶薄膜薄膜高压高压栅极栅极阴极阴极德布罗意波的实验验证-电子衍射实验2 2同 时 英 国 物 理 学 家 G.P.Thompson&Reid也独立完成了电子衍射实验。电子束在穿过细晶体粉末或薄金属片后，也象X射线一样产生衍射现象。德布罗意理论从此得到了有力的证实，获得1929年的诺贝尔物理学奖金，Davisson和Thompson则共同分享了1937年的诺贝尔物理学奖金。第12页/共7

6、7页131.2 TEM发展简史1924年deBroglie提出波粒二象性假说1926Busch指出“具有轴对称性的磁场对电子束起着透镜的作用，有可能使电子束聚焦成像”。1927Davisson&Germer,ThompsonandReid进行了电子衍射实验。1933年柏林大学的Knoll和Ruska研制出第一台电镜（点分辨率50nm,比光学显微镜高4倍)，Ruska为此获得了NobelPrize（1986）。1949年Heidenreich观察了用电解减薄的铝试样；第13页/共77页141.2 近代TEM发展史上三个重要阶段像衍理论(5060年代)：英国牛津大学材料系P.B.Hirsch,M.

7、J.Whelan；英国剑桥大学物理系A.Howie（建立了直接观察薄晶体缺陷和结构的实验技术及电子衍射衬度理论）高分辨像理论（70年代初）：美国阿利桑那州立大学物理系J.M.Cowley，70年代发展了高分辨电子显微像的理论与技术。高空间分辨分析电子显微学（70年代末，80年代初）采用高分辨分析电子显微镜（HREM，NED，EELS,EDS）对很小范围（5）的区域进行电子显微研究（像，晶体结构，电子结构，化学成分）第14页/共77页151.2 1.2 各国代表人物各国代表人物美国伯克莱加州大学G.Thomas将TEM第一个用到材料研究上。日本岗山大学H.Hashimoto日本电镜研究的代表人。

8、中国：钱临照、郭可信、李方华、叶恒强、朱静。国内电镜做得好的有：北京电镜室（物理所）、沈阳金属所、清华大学。第15页/共77页161.3 为什么要用为什么要用TEM?1）可以实现微区物相分析。GaP纳米线的形貌及其衍射花样第16页/共77页171.3 为什么要用为什么要用TEM?2）高的图像分辨率。纳米金刚石的高分辨图像 不同加速电压下电子束的波长V(kV)()1000.03702000.02513000.019710000.0087第17页/共77页181.3 为什么要用为什么要用TEM?3）获得立体丰富的信息。三极管的沟道边界的高分辨环形探测器（ADF）图像及能量损失谱 第18页/共77页

9、191.3 为什么要用为什么要用TEM?波长波长分辨率分辨率聚焦聚焦优优 点点局限性局限性光学显微镜400080002000可聚焦简单，直观只能观察表面形态,不能做微区成份分析。射线衍射仪0.1100无法聚焦相分析简单精确无法观察形貌电子显微分析0.0251(200kV)TEM：0.9-1.0可聚焦组织分析;物相分析（电子衍射);成分分析（能谱，波谱，电子能量损失谱）价格昂贵不直观操作复杂；样品制备复杂。第19页/共77页20图为日立公司图为日立公司H800H800透射电子显微镜透射电子显微镜(镜筒镜筒)第20页/共77页21高压系统高压系统第21页/共77页22真空系统真空系统第22页/共7

10、7页23控制系统第23页/共77页24观察和记录系统第24页/共77页251.4 透射电镜的工作原理和特点透射电镜的工作原理和特点 透射电镜：透射电镜：是以波长极短的电子束作为是以波长极短的电子束作为照明源，用电子透镜聚焦成像的一种具照明源，用电子透镜聚焦成像的一种具有高分辨本领、高放大倍数的电子光学有高分辨本领、高放大倍数的电子光学仪器。仪器。四部分：四部分：电子光学系统、电源系统、电子光学系统、电源系统、真空系统、操作控制系统真空系统、操作控制系统第25页/共77页26 镜镜 筒筒 一般由电子枪、聚光镜、物一般由电子枪、聚光镜、物镜、中间镜和投影镜等电磁透镜、中间镜和投影镜等电磁透镜、样品

11、室和荧光屏组成透射镜、样品室和荧光屏组成透射电镜的电镜的电子光学系统电子光学系统。第26页/共77页27 透射电镜，通常采用热阴极电子枪来透射电镜，通常采用热阴极电子枪来获得电子束作为照明源。获得电子束作为照明源。热阴极发射的电子，在阳极加速电压热阴极发射的电子，在阳极加速电压的作用下，高速穿过阳极孔，然后被聚光的作用下，高速穿过阳极孔，然后被聚光镜会聚成具有一定直径的束斑照到样品上。镜会聚成具有一定直径的束斑照到样品上。具有一定能量的电子束与样品发生作具有一定能量的电子束与样品发生作用，产生反映用，产生反映样品微区厚度样品微区厚度、平均原子序平均原子序数数、晶体结构晶体结构或或位向差别位向差

12、别的多种信息。的多种信息。第27页/共77页28 透过样品的电子束强度，其取决于这透过样品的电子束强度，其取决于这些信息，经过物镜聚焦放大在其平面上形些信息，经过物镜聚焦放大在其平面上形成一幅反映这些信息的透射电子像，经过成一幅反映这些信息的透射电子像，经过中间镜和投影镜进一步放大，在荧光屏上中间镜和投影镜进一步放大，在荧光屏上得到三级放大的最终电子图像，还可将其得到三级放大的最终电子图像，还可将其记录在电子感光板或胶卷上。记录在电子感光板或胶卷上。透镜电镜和普通光学显微镜的光路是透镜电镜和普通光学显微镜的光路是相似的，如下图所示。相似的，如下图所示。第28页/共77页29第29页/共77页3

13、0表表1 1 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 比较部分光学显微镜透射电镜光源可见光(日光、电灯光)电子源(电子枪)照明控制玻璃聚光镜电子聚光镜样本1mm厚的载玻片约10nm厚的薄膜放大成象系统玻璃透镜电子透镜介质空气和玻璃高度真空像的观察直接用眼利用荧光屏聚焦方法移动透镜改变线圈电流或电压分辨本领200nm0.20.3nm有效放大倍数103106物镜孔径角约70010景深较小较大焦长较短教长像的记录照相底板照相底板第30页/共77页31 透射电镜的显著特点是分辨本透射电镜的显著特点是分辨本领高。目前世界上最先进的透射领高。目前世界上最先进的透射电镜的分辨本领已达到电镜的分

14、辨本领已达到0.1nm,可可用来直接观察原子像。用来直接观察原子像。第31页/共77页32第32页/共77页331.5 透射电镜的结构及原理透射电镜的结构及原理 透射电镜主要有电子光学系统透射电镜主要有电子光学系统(镜筒镜筒)、电源系统、真空系统和操、电源系统、真空系统和操作控制系统等四部分。作控制系统等四部分。电源系统、真空系统和操作系统电源系统、真空系统和操作系统都是辅助系统。都是辅助系统。第33页/共77页34 电源系统包括电子枪高压电源、电源系统包括电子枪高压电源、透镜电源和控制线路电源等。透镜电源和控制线路电源等。真空系统用来维持镜筒真空系统用来维持镜筒(凡是电子凡是电子运行的空间运

15、行的空间)的真空度在的真空度在10-4 Torr以上，以上，以确保电子枪电极间绝缘，防止成像以确保电子枪电极间绝缘，防止成像电子在镜筒内受气体分子碰撞而改变电子在镜筒内受气体分子碰撞而改变运动轨迹，减小样品污染等。运动轨迹，减小样品污染等。第34页/共77页35 基于对机械稳定性的考虑，透射基于对机械稳定性的考虑，透射电镜的镜筒一般是直立积木式结构电镜的镜筒一般是直立积木式结构（自上而下）：电子枪，聚光镜，样（自上而下）：电子枪，聚光镜，样品室、物镜、中间镜和投影镜，荧光品室、物镜、中间镜和投影镜，荧光屏和照相装置。屏和照相装置。第35页/共77页36 通常将镜筒分为照明、成像及图像通常将镜筒

16、分为照明、成像及图像观察和记录三个系统。观察和记录三个系统。照明系统：照明系统：电子枪、聚光镜电子枪、聚光镜成像系统：成像系统：样品室、物镜、中间镜和样品室、物镜、中间镜和投影镜投影镜图像观察和记录系统：图像观察和记录系统：荧光屏和照相荧光屏和照相装置装置第36页/共77页371.1.照明系统照明系统 照明系统的作用：照明系统的作用：提供光源，控制其稳定度、照明提供光源，控制其稳定度、照明强度和照明孔径角；强度和照明孔径角；选择照明方式选择照明方式(明场或暗场成像明场或暗场成像)。第37页/共77页38(1)电子枪电子枪 电子枪是透射电镜的电子源。因为电子枪是透射电镜的电子源。因为电子枪决定了

17、像的亮度、图像稳定度电子枪决定了像的亮度、图像稳定度和穿透样品能力，所以相应地要求其和穿透样品能力，所以相应地要求其亮度、发射稳定度和加速电压都要高。亮度、发射稳定度和加速电压都要高。最常用的加速电压为最常用的加速电压为50100kV，近来，近来超高电压电镜的加速电压已达数千超高电压电镜的加速电压已达数千kV。第38页/共77页39电子枪电子枪第39页/共77页40 目前常用的电子枪是热阴极三极电子目前常用的电子枪是热阴极三极电子枪，如图所示。它由发夹形钨丝阴极、枪，如图所示。它由发夹形钨丝阴极、阳极和位于阴、阳极之间且电位比阴阳极和位于阴、阳极之间且电位比阴极负数百伏的栅极组成。极负数百伏的

18、栅极组成。这是一种静电透镜，它能使阴极发射这是一种静电透镜，它能使阴极发射的电子会聚，得到一个小于的电子会聚，得到一个小于100m的的电子束斑。电子束斑。第40页/共77页41(2)(2)聚光镜聚光镜 聚光镜大多是磁透镜，其作用是将来自聚光镜大多是磁透镜，其作用是将来自电子枪的电子束会聚到被观察的样品上，电子枪的电子束会聚到被观察的样品上，并通过它来控制照明强度、照明孔径角和并通过它来控制照明强度、照明孔径角和束斑大小。高性能透射电镜都采用双聚光束斑大小。高性能透射电镜都采用双聚光镜系统。这种系统由第一聚光镜镜系统。这种系统由第一聚光镜(强激磁强激磁透镜透镜)和第二聚光镜和第二聚光镜(弱激磁透

19、镜弱激磁透镜)组成。组成。第41页/共77页42第42页/共77页43 第一聚光镜第一聚光镜的缩小倍数为的缩小倍数为1050倍，倍，它将有效光源强烈地缩小成它将有效光源强烈地缩小成15 m的的光斑像。光斑像。第二聚光镜第二聚光镜缩小倍数约为缩小倍数约为1/2倍。这倍。这样，通过第二聚光镜在试样平面上形样，通过第二聚光镜在试样平面上形成直径约为成直径约为2-10 m的光斑，显著地提的光斑，显著地提高了照明效果。高了照明效果。第43页/共77页442.2.成像系统成像系统 物镜、中间镜和投影镜现也都物镜、中间镜和投影镜现也都采用磁透镜。它们和样品室构成采用磁透镜。它们和样品室构成成像系统，作用是安

20、置样品、放成像系统，作用是安置样品、放大成像。大成像。第44页/共77页45(1)物镜物镜 物镜是透射电镜的核心，它获得第一幅具有一物镜是透射电镜的核心，它获得第一幅具有一定分辨本领的放大电子像。这幅像的任何缺陷定分辨本领的放大电子像。这幅像的任何缺陷都将被其他透镜进一步放大，所以透射电镜的都将被其他透镜进一步放大，所以透射电镜的分辨本领就取决于物镜的分辨本领。因此，要分辨本领就取决于物镜的分辨本领。因此，要求物镜有尽可能高的分辨本领、足够高的放大求物镜有尽可能高的分辨本领、足够高的放大倍数和尽量小的像差。磁透镜最大放大倍数为倍数和尽量小的像差。磁透镜最大放大倍数为200倍，最大分辨本领为倍，

21、最大分辨本领为0.1nm。第45页/共77页46 物镜的球面像差一般通过在物物镜的球面像差一般通过在物镜背焦面径向插入物镜光阑，物镜背焦面径向插入物镜光阑，物镜的像散通常通过采用机械消像镜的像散通常通过采用机械消像散器、磁消像散器或静电消像散散器、磁消像散器或静电消像散器来减小。器来减小。第46页/共77页47第47页/共77页48(2)(2)中间镜和投影镜中间镜和投影镜 中间镜和投影镜的构造和物镜是中间镜和投影镜的构造和物镜是一样的，但它们的焦距比较长。其一样的，但它们的焦距比较长。其作用是将物镜形成的一次像再进行作用是将物镜形成的一次像再进行放大，最后显示到荧光屏上，从而放大，最后显示到荧

22、光屏上，从而得到高放大倍数的电子像。这样的得到高放大倍数的电子像。这样的过程称为三级放大成像。过程称为三级放大成像。第48页/共77页49 物镜和投影镜属于强透镜，其放物镜和投影镜属于强透镜，其放大倍数均为大倍数均为100倍左右，而中间镜属倍左右，而中间镜属于弱透镜，其放大倍数为于弱透镜，其放大倍数为020倍。倍。三级成像的总放大倍数为：三级成像的总放大倍数为：MT=MO MI MP 其中其中MO、MI、MP分别是物镜、中分别是物镜、中间镜和投影的放大倍数。间镜和投影的放大倍数。第49页/共77页50 磁透镜可以通过改变电流来调节放磁透镜可以通过改变电流来调节放大倍数。一般通过将物镜和投影镜的

23、大倍数。一般通过将物镜和投影镜的放大倍数放大倍数MO、MP固定，而改变中间固定，而改变中间镜放大倍数镜放大倍数MI来改变总放大倍数来改变总放大倍数MT。应当指出，放大倍数越大，成像亮。应当指出，放大倍数越大，成像亮度越低。成像亮度与度越低。成像亮度与MT2成反比。因成反比。因此，要根据具体要求选用成像系统的此，要根据具体要求选用成像系统的放大倍数。放大倍数。第50页/共77页51 样品室位于照明系统和物镜之间，其作用是安装各种形式的样品台，提供样品在观察过程中的各种运动，如平移(选择观察区域)、倾斜(选择合适的样品位向)和旋转等。透射电镜样品非常薄，约为100200nm，必须用铜网支撑着。常用

24、的铜网直径为3mm左右，孔径约有数十m，如图所示。第51页/共77页523.3.图像观察和记录系统图像观察和记录系统 透射电镜中电子所带的信透射电镜中电子所带的信息转换成人眼能感觉的可见光息转换成人眼能感觉的可见光图像，是通过荧光屏或照相底图像，是通过荧光屏或照相底板来实现的。人们透过铅玻璃板来实现的。人们透过铅玻璃窗可看到荧光屏上的像。窗可看到荧光屏上的像。第52页/共77页53第53页/共77页54第54页/共77页55第55页/共77页56第56页/共77页574.2 显微镜的分辨本领显微镜的分辨本领 1)人的眼睛仅能分辨人的眼睛仅能分辨0.10.2mm的细节的细节2)光学显微镜，人们可

25、观察到象细菌那样小的物体。光学显微镜，人们可观察到象细菌那样小的物体。3)用光学显微镜来揭示更小粒子的显微组织结构是不用光学显微镜来揭示更小粒子的显微组织结构是不可能的，受光学显微镜分辨本领可能的，受光学显微镜分辨本领(或分辨率或分辨率)的限制。的限制。分辨本领分辨本领 指显微镜能分辨的样品上两点间的最小距离。以物指显微镜能分辨的样品上两点间的最小距离。以物镜的分辨本领来定义显微镜的分辨本领。镜的分辨本领来定义显微镜的分辨本领。第57页/共77页58电磁透镜的分辨本领电磁透镜的分辨本领第58页/共77页59电磁透镜分辨本领由衍射效应和球面像差来决定。衍射效应对分辨本领的影响：光学透镜分辨本领光

26、学透镜分辨本领d0的公式（的公式（Rayleigh）公式：式中：式中：是照明束波长，是照明束波长，是透镜孔径半角，是透镜孔径半角，n 是是物方介质折射率，物方介质折射率，nsin或或NA称为数值孔径。称为数值孔径。只考虑衍射效应时，在照明光源和介质一定的条件下，孔径半角越大，透镜的分辨本领越高。分辨率的最小距离与波长成正比 第59页/共77页60像差对分辨本领的影响：由于球差、像散和色差的影响，物体上的光点在像平面上均会扩展成散焦斑，各散焦斑的半径也就影响了透镜的分辨本领。第60页/共77页61 在物方介质为空气的情况下，任何光学透镜系在物方介质为空气的情况下，任何光学透镜系统的统的NA值小于

27、值小于1。D0 1/2 波长是透镜分辨率大小的决定因素。波长是透镜分辨率大小的决定因素。透镜的分辨本领主要取决于照明束波长透镜的分辨本领主要取决于照明束波长。若。若用波长最短的可见光用波长最短的可见光(=400nm)作照明源，作照明源，则则 d0=200nm 200nm是光学显微镜分辨本领的极限是光学显微镜分辨本领的极限第61页/共77页62 当加速电压为当加速电压为100kV时，电子束的波长约为可时，电子束的波长约为可见光波长的十万分之一。因此，若用电子束作照明见光波长的十万分之一。因此，若用电子束作照明源，显微镜的分辨本领要高得多。但是，电磁透镜源，显微镜的分辨本领要高得多。但是，电磁透镜

28、的孔径半角的典型值仅为的孔径半角的典型值仅为10-2-10-3rad。如果加速电。如果加速电压为压为100kV，孔径半角为，孔径半角为10-2rad，那么分辨本领为：，那么分辨本领为：d0=0.613.710-3/10-2=0.225 nm第62页/共77页63 控制电子束的运动在电子光学领域中控制电子束的运动在电子光学领域中主要使用电磁透镜装置。但电磁透镜在主要使用电磁透镜装置。但电磁透镜在成像时会产生成像时会产生像差像差。像差分为像差分为几何像差几何像差和和色差色差两类。两类。几何像差几何像差：由于透镜磁场几何形状上的：由于透镜磁场几何形状上的缺陷而造成的像差。缺陷而造成的像差。色差色差：

29、由于电子波的波长或能量发生一：由于电子波的波长或能量发生一定幅度的改变而造成的像差。定幅度的改变而造成的像差。第63页/共77页64 透镜的实际分辨本领除了与衍射效应透镜的实际分辨本领除了与衍射效应有关以外，还与透镜的像差有关。有关以外，还与透镜的像差有关。光学透镜，已经可以采用凸透镜和凹透光学透镜，已经可以采用凸透镜和凹透镜的组合等办法来矫正像差，使之对分辨本镜的组合等办法来矫正像差，使之对分辨本领的影响远远小于衍射效应的影响领的影响远远小于衍射效应的影响;但电子透镜只有会聚透镜，没有发散透但电子透镜只有会聚透镜，没有发散透镜，所以至今还没有找到一种能矫正球差的镜，所以至今还没有找到一种能矫

30、正球差的办法。这样，像差对电子透镜分辨本领的限办法。这样，像差对电子透镜分辨本领的限制就不容忽略了。制就不容忽略了。第64页/共77页65 像差分球差、像散、色差等，其中，球像差分球差、像散、色差等，其中，球差是限制电子透镜分辨本领最主要的因素。差是限制电子透镜分辨本领最主要的因素。球差的大小，可以用球差散射圆斑半径球差的大小，可以用球差散射圆斑半径Rs和纵向球差和纵向球差Zs两个参量来衡量。前者是两个参量来衡量。前者是指在傍轴电子束形成的像平面指在傍轴电子束形成的像平面(也称高斯也称高斯像平面像平面)上的散射圆斑的半径。后者是指上的散射圆斑的半径。后者是指傍轴电子束形成的像点和远轴电子束形成

31、傍轴电子束形成的像点和远轴电子束形成的像点间的纵向偏离距离。的像点间的纵向偏离距离。第65页/共77页66 Zs第66页/共77页67第67页/共77页68 轴线上的物点，也不可避免地要产生球差。计算表明，在球差范围内距高斯像平面3/4Zs处的散射圆斑的半径最小，只有Rs/4。习惯上称它为最小截面圆。考察球差对分辨本领的影响。如果计算分辨本领所在的平面为高斯平面，就把Rs定为两个大小相同的球差散射圆斑能被分辩的最小中心距。这时在试样上相应的两个物点间距为：rs=Rs/M=Cs3式中，Cs为电磁透镜的球差系数，为电磁透镜的孔径半角。第68页/共77页69 如果计算分辨本领的平面为最小截如果计算分

32、辨本领的平面为最小截面圆所在平面，则面圆所在平面，则 rs=1/4 Cs3 从以上两式可以得知从以上两式可以得知rs或或rs与球差与球差系数系数Cs成正比，与孔径半角的立方成正比。成正比，与孔径半角的立方成正比。也就是说球差系数越大，由球差决定的也就是说球差系数越大，由球差决定的分辨本领越差，随着分辨本领越差，随着的增大，分辨本领的增大，分辨本领也急剧地下降。也急剧地下降。第69页/共77页70由球差和衍射所决定的电磁透镜的分辨本领r对孔径半角 的依赖性第70页/共77页71像散：像散：像散是由透镜磁场的非旋转对称而引起。像散是由透镜磁场的非旋转对称而引起。如果电磁透镜在制造过程中已经存在固有

33、的像散，如果电磁透镜在制造过程中已经存在固有的像散，则可以通过引入一个强度和方位都可以调节的矫正则可以通过引入一个强度和方位都可以调节的矫正磁场来进行补偿，这个能产生矫正磁场的装置称为磁场来进行补偿，这个能产生矫正磁场的装置称为消像散器。消像散器。第71页/共77页72色差：色差：是由于入射电子波长（或能量）的非单一性是由于入射电子波长（或能量）的非单一性造成。造成。色差第72页/共77页73电磁透镜电磁透镜第73页/共77页74 电磁透镜的聚焦原理电磁透镜的聚焦原理:透射电子显微镜中用磁场来使电子波聚焦成像的装置是电磁透镜。电磁透镜实质是一个通电的短线圈，它能造成一种轴对称的分布磁场。正电荷在磁场中运动时，受到磁场的作用力，即洛仑磁力。下图为一种实际常用的带有铁壳下图为一种实际常用的带有铁壳以及极靴的电磁透镜示意图。以及极靴的电磁透镜示意图。第74页/共77页75第75页/共77页76提高加速电压，缩短电子波长，提高电镜分辨率；加速电压越高，对试样的穿透能力越大，可放宽对样品的减薄要求。如用更厚样品，更接近样品实际情况。电子波长与可见光相比，相差105量级。第76页/共77页77感谢您的观看！第77页/共77页