1、历 史 回 顾 1923：德布罗意 （ L.V.de broglie） 提出物质波的假说；1927：汤姆逊 （ G.P.Thomson） 用电子衍射实验证实电子的波动性；1933：卢斯卡 (Ernst E.Ruska/德 )等，制出第一台透射电镜； 因此获 86诺物1938： Von Ardenne对扫描电镜的理论、实践进行了详细讨论，并对其构造进行了描述；1939：开始制成商品供应；1940： Hillier提出电子探针技术的设想并获专利；1942： Zworykin等设计出第一台观察块状试样用的 SEM；1950中期： Hirsch和 Howie建立直接观察簿晶体中结构和缺陷的衍射理论及实
2、验技术；1956：生产出第一台商品电子探针；1965：制造出第一批商品扫描电镜；70年代初：形成高分辨电子显微术：观察试样中原子、分子结构的手段。2.2 透射电子显微分析利用透射电镜中穿透试样的电子的 散射 和 衍射 ，对试样进行 形貌观察形貌观察 和 晶体结构分析晶体结构分析2.2.1 基本结构与原理（材料电子显微分析 P12图 1-10）照明成像放大显象透射电镜的基本结构原理与光学显微镜很相似， 均包括三个部分：2.2.1.1 TEM的基本结构（测试方法 P117图 2-23）（ 1）电子光学系统是透射电镜的主要部分，完全置于真空镜筒中。包括以下三部分：照明 ： 电子枪，聚光镜成像放大：
3、样品室；物镜；中间镜；投影镜显象 ： 照相机；观察屏（ 2）真空系统二级真空泵为镜筒提供 10-4 10-6Torr的真空度。（ 3）电气系统包括：电子枪的高压电源、磁透镜的稳压稳流电源和电气控制电路。照 明 部 分（材料电子显微分析 P12图 1-11）习惯称电子枪，包括：阴极： 灯丝 （钨、 LaB6、 场发射）阳极： 中央带小孔的金属板，接地（给电子加速）控制极： 栅极，使电子束强烈会聚 （成实际电子源）阴极、控制极和阳极决定着电子的发射数目及其动能。聚光镜： 会聚电子束各种电子枪部分性能比较钨灯丝、 LaB6单晶灯丝和场发射电子枪的性能决定聚焦电子束的特性，从而对电镜的性能产生影响，如
4、分辨率。表 2.4 各种电子枪部分性能比较 场发射 ：在金属表面加一个强电场，金属表面势垒就变浅，由于隧道效应，金属内部的电子将穿过势垒从金属表面发射出来，这种现象称为场发射。场发射电子枪（ FEG）： field emission gun成 像 放 大 部 分样品室： 承载样品 （铜网： 3mm） ， 位于照明部分和物镜之间物镜： 放大成像 将来自试样不同点处同方向、同相位的弹性散射束会聚于其后焦面上 衍射花样 ；将来自试样同一点不同方向的弹性散射束会聚于其像平面上 像。分析电镜中皆采用双物镜加辅助透镜，试样置于上下物镜之间，上物镜起聚光镜作用，调节电子束的入射角；下物镜起成像放大作用。辅助
5、透镜置于上物镜上，为进一步改善物镜场对称性。这种透镜组可进一步缩短焦距，降低象散，提高分辨率。中间镜： 放大镜 其物平面与物镜的像平面重合衍射镜 其物平面与物镜后焦面重合投影镜： 终极放大近代高性电镜一般都设有两个中间镜和两个投影镜。三级放大成像系统不同倍率范围时的工作光路（测试方法 P119图 2-26）光栏： 物镜光栏 置于物镜极靴进口表面，防止物镜污染；衬度光栏 置于物镜后焦面上，为改善图象衬度；选区光栏 置于物镜像平面上，又称视场光栏或中间镜光栏，供选区衍射用。显象部分观察屏： 荧光屏照相机构： 相机或照相底板现可以直接在计算机上观察和输出图象。分辨率： 点分辨率 电镜能够分辨的两点间最小距离。 0.23 0.25nm线分辨率 电镜能够分辨的两线间最小距离 。0.104 0.14nm放大倍数： 几十到几十万倍；连续可调 加速电压： 一般是指透射电镜能够达到的最高加速电压。（普通透射电镜最高可达 100 200kV）加速电压决定电子枪所发射的电子束的波长和能量。加速电压高，电子束对样品的穿透能力强，可以观察较厚的样品，同时有利于电镜的分辨率。2.2.1.2 透射电镜的主要性能指标
