1、1第五 章透射电子显微镜25.1 电子显微镜简介 电子显微镜 (简称电镜， EM) 电子与物质相互作用会产生 透射电子，弹性散射电子，能量损失电子，二次电子，背反射电子，吸收电子， X射线，俄歇电子，阴极发光和电动力 等等。电子显微镜就是利用这些信息来对试样进行形貌观察、成分分析和结构测定的 。电子显微镜有很多类型，主要有 透射电子显微镜 (简称透射电镜， TEM)和 扫描电子显微镜 (简称扫描电镜，SEM)两大类。 扫描透射电子显微镜 (简称扫描透射电镜，STEM)则兼有两者的性能。 3为了进一步表征仪器的特点，有以加速电压区分的，如： 超高压(1MV)和 中等电压 (200-500kV)透
2、射电镜、 低电压 ( 1kV)扫描电镜； 有以 电子枪类型 区分的，如场发射枪电镜 (冷场发射、热场发射电镜 )；有以 用途区 分的，如高分辨电镜，分析电镜、能量选择电镜、生物电镜、环境电镜、原位电镜、测长 CD-扫描电镜；有以激发的信息命名的，如电子探针 X射线微区分析仪 (简称电子探针， EPMA)等。半个多世纪以来电子显微学的奋斗目标主要是 力求观察更微小的物体结构、更细小的实体、甚至单个原子 ，并获得有关试样的更多的信息，如表征非晶和微晶，成分分布，晶粒形状和尺寸，晶体的相、晶体的取向、晶界和晶体缺陷等特征，以便对材料的显微结构进行综合分析及表征研究。近来，电子显微镜 (电子显微学 )
3、，包括扫描隧道显微镜、三维原子探针等，又有了长足的发展。 Characterization technology 45.2 透射电子显微镜Transmission Electron microscope-TEMCM200-FEG场发 射 枪电镜加速 电压 20KV、 40KV、80KV、 160KV、 200KV可 连续设 置加速 电压热场发 射 枪晶格分辨率 1.4点分辨率 2.4最小 电 子束直径 1nm能量分辨率 约 1ev倾转 角度 =20度=25度5JEM-2010透射电镜加速 电压 200KVLaB6灯 丝点分辨率 1.94EM420透射电子显微镜加速 电压 20KV、 40KV、
4、 60KV、80KV、 100KV、 120KV晶格分辨率 2.04点分辨率 3.4最小 电 子束直径 约 2nm倾转 角度 =60度=30度6入射电子束（照明束）主要有两种形式 平行束：透射电镜成像及衍射 会聚束：扫描透射电镜成像、微分析及微衍射。7光学显微镜和电镜光路图比较请看下页8光源中间像物镜试样聚光镜目镜毛玻璃照相底板电子枪聚光镜试样物镜中间像投影镜观察屏照相底板9一 . 透射电镜工作原理及构造(1)工作原理p 成像原理与光学显微镜类似。p 根本不同点在于光学显微镜以可见光作照明束，透射电子显微镜则以电子为照明束。在光学显微镜中将可见光聚焦成像的是玻璃透镜，在电子显微镜中相应的为磁透镜。p 因电子波长极短，同时与物质作用遵从布拉格 Bragg方程，产生衍射现象，使得透射电镜自身在具有高的像分辨本领的同时兼有结构分析的功能。10K=kk0kk0(hkl)dhkl1/k 、 k0分别代表出射和入射波矢。当波矢指向倒易阵点时，产生衍射反射条件：I k k0 I = I K = 1/dhkl = 2 sin/，得 Bragg方程 = 2 d sin当 hkl有公因子时 ，n = 2 d sin，nh nk nl代表伪晶面。
