透射电镜衬度

DC－D’C’≈-0.5f2 (f –欠焦）
(2n－1)／2
原子序数衬度
Z衬度基于扫描透射电子显微术 （STEM）: 电子束扫描，环形暗场 探测器
STEM的像来源于当精细聚焦电子束 (<2 Å)扫描样品时，逐一照射每个 原子柱，在环形探测器上产生强度 的变化图，从而提供原子分辨水平 的图像。
衍射衬度
这种衬度对晶体结构和取向十分敏感， 当试样中某处含有晶体缺陷时，意味着该 处相对于周围完整晶体发生了微小的取向 变化，导致了缺陷处和周围完整晶体具有 了不同的衍射条件，因此，凭借衍射衬度 就可将缺陷显示出来。可见，这种衬度对
缺陷是敏感的。基于这一点，衍衬技术被
广泛应用于研究晶体缺陷。
衍射衬度 --以位错为例
衬度分类图示
振幅衬 度
质量厚度衬度（质厚衬度）
分辨率20>Å
TEM 衬 度
衍射衬度（衍衬）
相位衬 度
分辨率<20 Å
原子序数衬度
我们先来了解一下 Å: 埃， 是一个长度单位，常用来表示 光波的波长及其他微小长度。 单位换算： 1埃（Å）=10-10米 延伸一下，就是： 1m＝103mm＝106μm＝109nm＝ 1010Å
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图解
原子柱
环形 探测器
综上所述，四种衬度的不同形 成机制，反映了电子束与试样物 质原子交互作用后离开下表面的 电子波，通过物镜以后，经人为 地选择不同操作方式所经历的不 同成像过程。在研究工作中，它 们相辅相成，互为补充，在不同 层次上，为人们提供不同尺寸的 结构信息，而不是互相排斥的。
1.什么叫衬度？
衬度是指在荧光屏或照相底片上，眼睛能 观察到的光强度或感光度的差别。
2.透射电镜的像衬度？
透射电镜的像衬度来源于样品对入射电子 束的散射.其是图象上不同区域间明暗程度的 差别。由于图像上不同区域间存在明暗程度 的差别即衬度的存在，才使得我们能观察到 各种具体的图像。可分为四种基本类型：质 厚衬度、衍射衬度、相位衬度和原子序数衬 度。
位错实例
相位衬度
样品：试样厚度小于l00nm，甚至30nm
原因：试样小原子及其排列状态的直接显示。
原理：它是让多束衍射光束穿过物镜光阑彼此相
干成象，象的可分辨细节取决于入射波被试样散 射引起的相位变化和物镜球差、散焦引起的附加 相位差的选择。
如何产生相位衬度
产生相位衬度的方法
由上可知，引 入附加相位是 产生相位衬度 的方法，引入 附加相位可以 通过改变：物 镜的球差和欠 焦量来实现。
位错是一种线缺陷，表征位错晶体学特性的
基本物理量是它的柏氏b矢量。
根据柏氏矢量与位错线的关系，位错可分为刃型 （ b ⊥u位错线）、螺型（ b // u位错线）和混 合型（ b即不平行也不垂直位错线）。
由于位错的存在，在位错线附近的某个范围内点阵 将发生畸变，其应力和应变场的性质均与b直接有 关。不管何种类型的位错，都会引起在它附近的某 些晶面发生一定程度的局部转动，且离位错线愈远， 转动量愈小，如果采用这些畸变的晶面作为反射面， 则衍射强度必将受到影响，从而产生衬度。
条件程度的差异造成的。
衍射衬度成像
明场成像
只让中心透射束穿过物镜光 栏形成的衍衬像称为明场像。
暗场成像
只让某一衍射束通过物镜光 栏形成的衍衬像称为暗场像。
衍射衬度成像
操作上，是利用单一透射束通过物镜 光栏成明场像，或利用单一衍射束通过 物镜光栏成暗场像。明场像和暗场像均 为振幅衬度，它们反映的是试样下表面 处透射束或衍射束的振幅大小分布，而 振幅的平方可以作为强度的量度，因此， 忽略双束成像条件下电子在试样中的吸 收，明暗场像衬度进行互补，便能获得 了一幅通过振幅变化而形成衬度变化的 图像，其可以用于分析样品的内部结构 及形貌，方便实用。
质厚衬度
样品：非晶态复型样品
原因: 因为样品不同微区之间的原
子序数或厚度存在差异
原理：它是建立在非晶样品中原子
对电子的散射和透射电子显微镜小孔 径成像的基础上的。
质厚衬度成像光路图
衍射衬度
样品：晶体薄膜样品
原因：因为厚度大致均匀，原子
序数也无差别，因此，是由样品 各处衍射束强度的差异所形成。
原理：由样品各处满足布拉格