透射电镜课件
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《透射电镜原理》课件
透射电镜的图像具有高分辨率， 能够清晰地展示样品的细节和结
构。
立体感强
透射电镜的图像具有很强的立体感 ，能够呈现出样品的层次感和深度 。
色彩丰富
透射电镜的图像可以通过不同的染 色技术呈现出丰富的色彩，增强视 觉效果。
透射电镜的图像解析步骤
图像获取
通过透射电镜获取样品的图像。
特征提取
从图像中提取出样品的主要特征，如细胞核 、细胞质等。
。
透射电镜的维护与保养
定期清洁透射电镜的镜筒和样品室，保持清洁度。 定期更换透射电镜的灯丝，保证电子源的正常工作。
检查透射电镜的真空系统和气体系统是否正常工作，确 保电子束传输畅通无阻。
定期进行校准和维护，确保透射电镜的各项参数准确性 和稳定性。
透射电镜的图像解
05
析
透射电镜的图像特点
高分辨率
复型样品制备
总结词
复型样品制备是为了保护原样品，将其复制成另一种材料并制成薄膜，以便在电镜中观察其微观结构 。
详细描述
复型样品制备通常采用硅橡胶、环氧树脂等材料作为基质，将原样品放置在基质中，经过聚合、固化 等步骤后，将原样品取出，留下一个与原样品相似的薄膜。制备过程中需要注意控制温度和压力，以 确保复型样品的准确性和稳定性。
冷冻样品制备
总结词
冷冻样品制备是为了保持生物样品的活 性和天然状态，将样品快速冷冻并制成 薄膜，以便在电镜中观察其微观结构。
VS
详细描述
冷冻样品制备通常采用液氮等低温介质将 生物样品迅速冷冻，然后将其转移到冷冻 切片机中进行切片。制备过程中需要严格 控制温度和切片的厚度，以确保样品的结 构和成分不受影响。同时，冷冻样品制备 还可以用于观察细胞内部的结构和动态过 程。
构。
立体感强
透射电镜的图像具有很强的立体感 ，能够呈现出样品的层次感和深度 。
色彩丰富
透射电镜的图像可以通过不同的染 色技术呈现出丰富的色彩，增强视 觉效果。
透射电镜的图像解析步骤
图像获取
通过透射电镜获取样品的图像。
特征提取
从图像中提取出样品的主要特征，如细胞核 、细胞质等。
。
透射电镜的维护与保养
定期清洁透射电镜的镜筒和样品室，保持清洁度。 定期更换透射电镜的灯丝，保证电子源的正常工作。
检查透射电镜的真空系统和气体系统是否正常工作，确 保电子束传输畅通无阻。
定期进行校准和维护，确保透射电镜的各项参数准确性 和稳定性。
透射电镜的图像解
05
析
透射电镜的图像特点
高分辨率
复型样品制备
总结词
复型样品制备是为了保护原样品，将其复制成另一种材料并制成薄膜，以便在电镜中观察其微观结构 。
详细描述
复型样品制备通常采用硅橡胶、环氧树脂等材料作为基质，将原样品放置在基质中，经过聚合、固化 等步骤后，将原样品取出，留下一个与原样品相似的薄膜。制备过程中需要注意控制温度和压力，以 确保复型样品的准确性和稳定性。
冷冻样品制备
总结词
冷冻样品制备是为了保持生物样品的活 性和天然状态，将样品快速冷冻并制成 薄膜，以便在电镜中观察其微观结构。
VS
详细描述
冷冻样品制备通常采用液氮等低温介质将 生物样品迅速冷冻，然后将其转移到冷冻 切片机中进行切片。制备过程中需要严格 控制温度和切片的厚度，以确保样品的结 构和成分不受影响。同时，冷冻样品制备 还可以用于观察细胞内部的结构和动态过 程。
透射电镜课件
第二章 电子显微分析
•聚光镜用来会聚电子枪
射出的电子束，以最小的 损失照明样品，调节照明 强度、孔径角和束斑大小。 一般都采用双聚光镜系统， 如图2-25所示。第一聚光 镜是强激磁透镜，束斑缩 小率为10～50倍左右，将 电子枪第一交叉点束斑缩 小为1～5μm；而第二聚 光镜是弱激磁透镜，适焦 时放大倍数为2倍左右。结 果在样品平面上可获得2～ 10μm的照明电子束斑。
2r
P
透镜平面
Q
R
2r 2r Df tg
如r 1nm，＝ 10－3～10－2 弧度时，Df 大 约是 200～2000nm，这就是说，厚 度小于2000 nm的试样，其间所有细 节都可调焦成象。由于电子透镜景深大， 电子透镜广泛应用在断口观察上。
P1 2Mr
第二章 电子显微分析
第二章 电子显微分析 （三）投影镜
投影镜的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很小（约103rad）,因此它的景深和焦深都非常大。
三级放大成像示意图
第二章 电子显微分析
第二章 电子显微分析
四、电磁透镜的像差和理论分辨本领
电磁透镜成的像模糊不清，或与原物的几何形状 不完全相似，这种现象称为像差。主要包括球差、色 差、像散、畸变。 球差、像散、畸变是因为透镜磁场几何形状上的缺 陷而造成的； 色差是由于电子波的波长或能量发生一定幅度的改 变而造成的。
第二章 电子显微分析
f L1 L2 L1 L1 f f
电磁透镜成像时也可以应用上式。所不同的是，光学透镜的 焦距是固定不变的，而电磁透镜的焦距是可变的。电磁透镜 焦距f常用的近似公式为： VD
透射电镜教程PPT课件
图9-19 衍射衬度成像光路图
第四节 电子衍射运动学理论
透射电镜衍射衬度是由样品底表面不同部位的衍射束强度存在差异而 造成的。要深入理解和正确解释透射电镜衍衬像的衬度特征，就需要 对衍射束的强度进行计算。
动力学衍射 运动学衍射
为满足上述基本假设，在实践上可通过以下两条途径实现：
一、成像操作
图9-17 成像操作光路图 （a）明场像 (b)暗场像 (c)中心暗场像
二、像衬度
像衬度是图像上不同区域间明暗程度的差别。
透射电镜的像衬度来源于样品对入射电子束的散射。可分为：
质厚衬度 ：非晶样品衬度的主要来源
振幅衬度
衍射衬度 ：晶体样品衬度的主要来源
相位衬度
图9-18 质厚衬度成像光路图
地揭示表面形貌的细节特征。 常用的复型材料是非晶碳膜和各种塑料薄膜。
复型的种类
按复型的制备方法，复型主要分为：
一级复型
二级复型
萃取复型（半直接样品）
图9-14 塑料-碳二级复型制备过程示意图
萃取复型
二、直接样品的制备
1.粉末样品制备 粉末样品制备的关键是如何将超细粉的颗粒分散开来，各自独立而不
11 1 uv f
式中：u、v与f——物距、像距与焦距。
f
A
(
RV0 NI )
2
（9-1） （9-2）
式中：V0——电子加速电压；R——透镜半径；NI——激磁线圈安匝 数；A——与透镜结构有关的比例常数。
电磁透镜是一种焦距(或放大倍数)可调的会聚透镜。减小激磁电流，可使 电磁透镜磁场强度降低、焦距变长(由f1变为f2 ） 。
2. 照明系统
作用：提供亮度高、相干性好、束流稳定的照明电子束。
透射电镜讲义PPT课件
子在靶物质粒子场中受力而发
生偏转。可采用散射截面的模
型处理散射问题，即设想在靶
物质中每一个散射元(一个电子
eZ
或原子核)周围有一个面积为σ
的圆盘，圆盘面垂直于入射电
子束，并且每个入射电子射中
一个圆盘就发生偏转而离开原
入射方向；未射中圆盘的电子
则不受影响直接通过。
散射截面的大小
按Rutherford模型，当入射电子经过原子核附近时，
透射电镜讲义
透镜分辨率
• 指显微镜能分辨的样品上两点间的最小距离
•
光学透镜分辨率的公式：
r0
0.61 n sin
式中：λ是照明束波长，α是透镜孔径半角，n 是物方介质
折射率，n·sinα或N·A称为数值孔径。
• 对于光学透镜，当n•sinα做到最大时(n≈1.5，α≈70-75°)
r0 2
• 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λ。半波长是光学显
图为日立公司H800透射电子显微镜(镜筒)
高压系统
真空系统
操作控制系统
观察和记录系统
工作原理
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。
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 发生作用，产生反映样品微区厚 度、平均原子序数、晶体结构或 位向差别的多种信息。
• 原来的物点是一个几何 点，由于球差的影响现在 变成了半径为ΔrS的漫散 圆斑。我们用ΔrS表示球 差大小，计算公式为：
•
rS
1 4
C
s
3
Cs：球差系数
透射电镜教程PPT课件
•
电子激发俄歇电子能谱(XAES或AES)
第1页/共35页
TEM的形式
• 透射电子显微镜（简称透射电镜，TEM），可以以几种不同的形 式出现，如：
•
高分辨电镜（HRTEM）
•
透射扫描电镜（STEM）
•
分析型电镜（AEM）等等。
• 入射电子束（照明束）也有两种主要形式：
•
平行束：透射电镜成像及衍射
第2页/共35页
• ②柱体近似，即在计算样品下表面衍射波强度时，假设将样品分 割为贯穿上下表面的一个个小柱体(直径约2nm)，而且相邻柱体 中的电子波互不干扰。
第34页/共35页
Hale Waihona Puke 感谢您的观看！第35页/共35页
•
质厚衬度 ：非晶样品衬度的主要来源
• 振幅衬度
•
衍射衬度 ：晶体样品衬度的主要来源
• 相位衬度
第28页/共35页
图9-18 质厚衬度成像光路图
第29页/共35页
图9-19 衍射衬度成像光路图
第30页/共35页
第四节 电子衍射运动学理论
• 透射电镜衍射衬度是由样品底表面不同部位的衍射束强度存在差异而造成的。要深入理 解和正确解释透射电镜衍衬像的衬度特征，就需要对衍射束的强度进行计算。
入射波强度。否则衍射波会发生较为显著的再次衍射，即动力学衍射。
第32页/共35页
为满足上述基本假设，在实践上可通过以下两条途径实现：
• ①使样品晶体处于足够偏离布拉格条件的位向，以避免产生强 的衍射，保证入射波强度不发生明显衰减；
• ②采用足够薄的样品，尽量减小电子受到多次散射的机会。 • 要达到这两个实验条件，实践上都有困难。 • 一方面，原子对电子的散射振幅较大，散射强度不会很弱，而
透射电镜图象解释(共16张PPT)
4 晶体缺陷分析
一. 晶体缺陷对衍射强度的影响
晶体中或多或少存在着不完整性，并且较复杂，这种不完整性包括： 1.由于晶体取向关系的改变而引起的不完整性，例如晶界、孪晶界、沉淀
物与基体界向等等。 2.晶体缺陷引起，主要有关缺陷（空穴与间隙原子），线缺陷（位错）、
面缺陷（层错）及体缺陷（偏析，二相粒子，空洞等）。
第二页，共16页。
1 透射电子衬度象的形成机制
① 质厚衬度 由于试样的质量和厚度不同，各部分对入射电子发 生相互作用，产生的吸收与散射程度不同，而使得 透射电子束的强度分布不同，形成反差，称为质-厚 衬度。
② 衍射衬度
衍射衬度主要是由于晶体试样满足布拉格反射条 件程度差异以及结构振幅不同而形成电子图象反 差。它仅属于晶体结构物质，对于非晶体试样是 不存在的。
第七页，共16页。
3 衍射衬度形成机理
•。 设入射电子束恰好与试样OA晶粒的(h1k1l1)平面交 成精确的布拉格角θ，形成强烈衍射，而OB晶粒 则偏离Bragg反射，结果在物镜的背焦面上出现强 的衍射斑h1k1l1。若用物镜光栏将该强斑束h1k1l1挡
住，不让其通过，只让透射束通过，这样，由于通
第三页，共16页。
2 质厚衬度原理
由于质厚衬度来源于入射电子与试样物质发 生相互作用而引起的吸收与散射。由于试样很薄，
吸收很少。衬度主要取决于散射电子（吸收主要取 于厚度，也可归于厚度），当散射角大于物镜的孔
径角α时,它不能参与成象而相应地变暗。这种 电子越多，其象越暗。或者说，平均原子系数
越大，散射本领大，透射电子少的部分所形成的象 要暗些，反之则亮些。
第十页，共16页。
暗场像——用物镜光栏挡住透射束及其余衍射束， 而只让一束强衍射束通过光栏参与成像的方法， 称为暗场成像，所得图象为暗场像。 暗场成像有两种方法：偏心暗场像与中心暗场像。
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磁透镜的激磁安匝数，I通过线圈的电流强度，N每厘米长度 上的圈数，F透镜的结构系数，与极靴间隙有关。
由此发现，改变激磁电流可以方便地改变电磁透镜的焦距。
而且电磁透镜的焦距总是正值，这意味着电磁透镜不存在凹 透镜，只是凸透镜。
第二章 电子显微分析
四、电磁透镜的像差和理论分辨本领
电磁透镜成的像模糊不清，或与原物的几何形状 不完全相似，这种现象称为像差。主要包括球差、色 差、像散、畸变。
2Mr
于观察屏同一象平面时，所拍照的
象依然是清晰的。
第二章 电子显微分析
第二节 电子与固体物质的相互作用
一、电子散射 弹性：原子核对电子的散射 。 非弹性：原子核或原子的核外电子对电子的散射。
二、内层电子激发后的驰豫过程 驰豫过程：内层电子被激发，原子处于高能态，它将
跃迁到能量较低的状态的过程。 辐射跃迁→特征X-ray，非辐射跃迁→俄歇电子发射。
4、畸变
见书P106和P107 图2-10
5、电磁透镜的分辨本领
最重要的性能指标。受衍射效应、球差、色差、像散
等因素的影响。仅考虑衍射效应、球差时理论分辨本
领公式：
13
rth A Cs 2 4
常数，约0.4-0.5
透镜的球差系数
目前最佳的电镜分辨本领只能达到0.1nm左右。
第二章 电子显微分析
第二章 电子显微分析
磁透镜
电子可以凭借轴对称的非均匀电场、非匀强磁场的 力，使其会聚或发散，从而达到成象的目的。
由静电场制成的透镜—— 静电透镜 由磁场制成的透镜 —— 磁透镜
短线圈磁场中的电子运动显示 了电磁透镜聚焦成像的基本原 理。实际电磁透镜中为了增强 磁感应强度，通常将线圈置于 一个由软磁材料（纯铁或低碳 钢）制成的具有内环形间隙的 壳子里。 缺点：B小，焦距大，物和像在场外。
径为r的弥散圆斑。
最小弥散圆半径
rS
1 4
Cs
3
透镜的孔径半角 透镜的球差系数
第二章 电子显微分析
2、像散
像散是由透镜磁场的非理想旋转对称引起的像差。即: 透镜磁场不理想,引起电子会聚焦点不同。
y
x
2rA
z
2rA
像散是可以消除的像差，可以通过引入一个 强度和方位可调的矫正磁场来进行补偿。产 生这个矫正磁场的装置叫消像散器。
2. 俄歇电子、二次电子、背散射电子产生的深度和广度？
第二章 电子显微分析
第三节 透射电子显微分析
目前，风行于世界的大型电镜，分辨本领为 2~3 埃，电压为100～500kV，放大倍数50倍 ~120万倍。由于材料研究强调综合分析，电镜 逐渐增加了一些其它专门仪器附件，如扫描电镜、 扫描透射电镜、X射线能谱仪、电子能损分析等 有关附件，使其成为微观形貌观察、晶体结构分 析和成分分析的综合性仪器，即分析电镜。它们 能同时提供试样的有关附加信息。
五、电磁透镜的场（景）深和焦深（长）
电磁透镜的场深是指当成像时，像平面
不动（像距不变），在满足成像清晰的
前提下，物平面沿轴线前后可移动的距
离。 由几何关系可推导出场深的
计算公式为：
Df
2r
tg
2r
透镜平面
如r 1nm，＝10－3～10－2 弧度时，Df 大 约是 200～2000nm，这就是说，厚 度小于2000 nm的试样，其间所有细 节都可调焦成象。由于电子透镜景深大， 电子透镜广泛应用在断口观察上。
第二章 电子显微分析
第二章 电子显微分析
带铁壳的带极靴的透镜OFra bibliotekO’ z
透镜的磁场强度很强， 对电子的折射能力强， 透镜焦距很短。
第二章 电子显微分析
B（z） 有极靴 没有极靴 无铁壳
图2-6 几种透镜的磁场强度分布图
z
第二章 电子显微分析
4、磁透镜与光学透镜的比较
光学透镜成像时，物距L1、像距L2和焦距f三者之间满足如下
2r Q
P
R
P1 2Mr
第二章 电子显微分析
焦深
P
焦深是指物点固定不变（物距不 变），在保持成像清晰的条件下， 像平面沿透镜轴线可移动的距离。
焦深计算公式
Di
2M
2r
Df
M
2
这里的M是总放大倍数。例
P1
如，r 1nm， 102 rad，M 2000 倍时，
Di＝80cm。因此，当用倾斜观察 屏观察象时，以及当照相底片不位
电子的入射强度
背二透吸 I0 IB IS IT IA
1
第二章 电子显微分析
和背散射系数随质量厚度的变化
第二章 电子显微分析
五、相互作用的体积与信号产生 的深度和广度
问题：1. 什么是相互作用体积？相互作用体积的形状和大小与试样 的原子序数、入射电子的能量有什么关系？
第二章 电子显微分析
2、透射电子 D试 厚 D电 子 穿透 深 度
电子从试样另一表面射出，主要是弹性散射电子。 透射电子显微镜应用透射电子成像。（非弹性电子产生色差）
3 、吸收电子
多次非弹性散射后，能量损失殆尽的电子。 试样的厚度越大，密度越大，原子序数越大，吸收电子 越多，吸收电流越大，反之亦然。 用于扫描电镜和电子探针仪（利用吸收电流成像）
三、自由载流子 不要求
第二章 电子显微分析
四、各种电子信号
电子与固体物质相互作用，产生背散射电子、透射电 子、吸收电子、二次电子、俄歇电子、特征能量损失。 1 、背散射电子：
散射角 90 ，电子从表面逸出，>50ev散射电子。 扫描电镜和电子探针仪应用背射电子成像，称为背散射电子像。
电子数目
关系：
1 11
M L2 f L2 f
f L1 L2
L1 L1 f
f
电磁透镜成像时也可以应用上式。所不同的是，光学透镜的
焦距是固定不变的，而电磁透镜的焦距是可变的。电磁透镜
焦距f常用的近似公式为： f
K
VD
IN 2
F
式中是K常数，V是电子加速电压，D极靴孔径，（IN）是电
第二章 电子显微分析
3、色差
色差是由于成像电子的能量或波长不同，从而在透镜磁场 中运动轨迹不同以致不能聚焦在一点而形成的像差。
2rC 2rC
引起电子能量波动的原因有两个，一是电子加速电压不稳，致 使入射电子能量不同；二是电子束照射试样时和试样相互作用， 部分电子产生非弹性散射，致使能量变化。
第二章 电子显微分析
球差、像散、畸变是因为透镜磁场几何形状上的缺 陷而造成的； 色差是由于电子波的波长或能量发生一定幅度的改 变而造成的。
第二章 电子显微分析
1、球差
球差是因为电磁透镜近轴区域磁场和远轴区域磁场对 电子束的折射能力不同而产生的。
减小孔径半
角，可提高
分辨本领。
原来的物点是一个几何点，由于球差的影响现在变成了半
由此发现，改变激磁电流可以方便地改变电磁透镜的焦距。
而且电磁透镜的焦距总是正值，这意味着电磁透镜不存在凹 透镜，只是凸透镜。
第二章 电子显微分析
四、电磁透镜的像差和理论分辨本领
电磁透镜成的像模糊不清，或与原物的几何形状 不完全相似，这种现象称为像差。主要包括球差、色 差、像散、畸变。
2Mr
于观察屏同一象平面时，所拍照的
象依然是清晰的。
第二章 电子显微分析
第二节 电子与固体物质的相互作用
一、电子散射 弹性：原子核对电子的散射 。 非弹性：原子核或原子的核外电子对电子的散射。
二、内层电子激发后的驰豫过程 驰豫过程：内层电子被激发，原子处于高能态，它将
跃迁到能量较低的状态的过程。 辐射跃迁→特征X-ray，非辐射跃迁→俄歇电子发射。
4、畸变
见书P106和P107 图2-10
5、电磁透镜的分辨本领
最重要的性能指标。受衍射效应、球差、色差、像散
等因素的影响。仅考虑衍射效应、球差时理论分辨本
领公式：
13
rth A Cs 2 4
常数，约0.4-0.5
透镜的球差系数
目前最佳的电镜分辨本领只能达到0.1nm左右。
第二章 电子显微分析
第二章 电子显微分析
磁透镜
电子可以凭借轴对称的非均匀电场、非匀强磁场的 力，使其会聚或发散，从而达到成象的目的。
由静电场制成的透镜—— 静电透镜 由磁场制成的透镜 —— 磁透镜
短线圈磁场中的电子运动显示 了电磁透镜聚焦成像的基本原 理。实际电磁透镜中为了增强 磁感应强度，通常将线圈置于 一个由软磁材料（纯铁或低碳 钢）制成的具有内环形间隙的 壳子里。 缺点：B小，焦距大，物和像在场外。
径为r的弥散圆斑。
最小弥散圆半径
rS
1 4
Cs
3
透镜的孔径半角 透镜的球差系数
第二章 电子显微分析
2、像散
像散是由透镜磁场的非理想旋转对称引起的像差。即: 透镜磁场不理想,引起电子会聚焦点不同。
y
x
2rA
z
2rA
像散是可以消除的像差，可以通过引入一个 强度和方位可调的矫正磁场来进行补偿。产 生这个矫正磁场的装置叫消像散器。
2. 俄歇电子、二次电子、背散射电子产生的深度和广度？
第二章 电子显微分析
第三节 透射电子显微分析
目前，风行于世界的大型电镜，分辨本领为 2~3 埃，电压为100～500kV，放大倍数50倍 ~120万倍。由于材料研究强调综合分析，电镜 逐渐增加了一些其它专门仪器附件，如扫描电镜、 扫描透射电镜、X射线能谱仪、电子能损分析等 有关附件，使其成为微观形貌观察、晶体结构分 析和成分分析的综合性仪器，即分析电镜。它们 能同时提供试样的有关附加信息。
五、电磁透镜的场（景）深和焦深（长）
电磁透镜的场深是指当成像时，像平面
不动（像距不变），在满足成像清晰的
前提下，物平面沿轴线前后可移动的距
离。 由几何关系可推导出场深的
计算公式为：
Df
2r
tg
2r
透镜平面
如r 1nm，＝10－3～10－2 弧度时，Df 大 约是 200～2000nm，这就是说，厚 度小于2000 nm的试样，其间所有细 节都可调焦成象。由于电子透镜景深大， 电子透镜广泛应用在断口观察上。
第二章 电子显微分析
第二章 电子显微分析
带铁壳的带极靴的透镜OFra bibliotekO’ z
透镜的磁场强度很强， 对电子的折射能力强， 透镜焦距很短。
第二章 电子显微分析
B（z） 有极靴 没有极靴 无铁壳
图2-6 几种透镜的磁场强度分布图
z
第二章 电子显微分析
4、磁透镜与光学透镜的比较
光学透镜成像时，物距L1、像距L2和焦距f三者之间满足如下
2r Q
P
R
P1 2Mr
第二章 电子显微分析
焦深
P
焦深是指物点固定不变（物距不 变），在保持成像清晰的条件下， 像平面沿透镜轴线可移动的距离。
焦深计算公式
Di
2M
2r
Df
M
2
这里的M是总放大倍数。例
P1
如，r 1nm， 102 rad，M 2000 倍时，
Di＝80cm。因此，当用倾斜观察 屏观察象时，以及当照相底片不位
电子的入射强度
背二透吸 I0 IB IS IT IA
1
第二章 电子显微分析
和背散射系数随质量厚度的变化
第二章 电子显微分析
五、相互作用的体积与信号产生 的深度和广度
问题：1. 什么是相互作用体积？相互作用体积的形状和大小与试样 的原子序数、入射电子的能量有什么关系？
第二章 电子显微分析
2、透射电子 D试 厚 D电 子 穿透 深 度
电子从试样另一表面射出，主要是弹性散射电子。 透射电子显微镜应用透射电子成像。（非弹性电子产生色差）
3 、吸收电子
多次非弹性散射后，能量损失殆尽的电子。 试样的厚度越大，密度越大，原子序数越大，吸收电子 越多，吸收电流越大，反之亦然。 用于扫描电镜和电子探针仪（利用吸收电流成像）
三、自由载流子 不要求
第二章 电子显微分析
四、各种电子信号
电子与固体物质相互作用，产生背散射电子、透射电 子、吸收电子、二次电子、俄歇电子、特征能量损失。 1 、背散射电子：
散射角 90 ，电子从表面逸出，>50ev散射电子。 扫描电镜和电子探针仪应用背射电子成像，称为背散射电子像。
电子数目
关系：
1 11
M L2 f L2 f
f L1 L2
L1 L1 f
f
电磁透镜成像时也可以应用上式。所不同的是，光学透镜的
焦距是固定不变的，而电磁透镜的焦距是可变的。电磁透镜
焦距f常用的近似公式为： f
K
VD
IN 2
F
式中是K常数，V是电子加速电压，D极靴孔径，（IN）是电
第二章 电子显微分析
3、色差
色差是由于成像电子的能量或波长不同，从而在透镜磁场 中运动轨迹不同以致不能聚焦在一点而形成的像差。
2rC 2rC
引起电子能量波动的原因有两个，一是电子加速电压不稳，致 使入射电子能量不同；二是电子束照射试样时和试样相互作用， 部分电子产生非弹性散射，致使能量变化。
第二章 电子显微分析
球差、像散、畸变是因为透镜磁场几何形状上的缺 陷而造成的； 色差是由于电子波的波长或能量发生一定幅度的改 变而造成的。
第二章 电子显微分析
1、球差
球差是因为电磁透镜近轴区域磁场和远轴区域磁场对 电子束的折射能力不同而产生的。
减小孔径半
角，可提高
分辨本领。
原来的物点是一个几何点，由于球差的影响现在变成了半