电子显微分析试题集CSU-key

一、名词解释

1、球差:由于电子透镜中心区域和边缘区域对电子会聚能力不同而造成的

2、色差：是电子能量不同，从而波长不一造成的

3、景深：在保持像清晰的前提下，试样在物平面上下沿镜轴可移动的距离

4、焦深：在保持像清晰的前提下，象平面上下沿镜轴可移动的距离

5、分辨率：指所能分辨开来的物面上两点间的最小距离

6、衬度：像面上相邻部分间的黑白对比度或颜色差

7、明场像：让透射束通过物镜光阑所成的像

8、暗场像：仅让衍射束通过光阑所成的像

9、消光距离：描述电子束强度在由极大到极小又到极大完成一变化周期沿入射方向所经历的距离

10、菊池花样：由亮暗平行线对组成的一种花样，由经过非弹性散射失去很少的能量的电子随后又与一

组反射面满足布拉格定律发生弹性散射产生的。

11、衍射衬度：由于晶体薄膜的不同部位满足布拉格衍射条件的程度有差异而引起的

衬度

12、双光束条件：电子束穿过样品后，除透射束外，只存在一束较强的衍射束精确的符合布拉格条件，

其他大大偏离布拉格条件，结果衍射花样除了透射斑外，只有一个衍射斑强度较大，其他衍射斑强度基本忽略，这种情况为双光束条件

13、电子背散射衍射：在扫描电子显微镜中，利用非弹性散射的背散射电子与晶体衍射后，在样品的背

面得到的菊池衍射结果

14、二次电子：被入射电子轰击出来的离开样品表面的核外电子

15、背散射电子：指被固体样品原子反弹回来的一部分入射电子，其中包括弹性散射电子和非弹性

散射电子

二、简答

1、透射电镜主要由几大系统构成?各系统之间关系如何?

四大系统:电子光学系统,真空系统,供电控制系统,附加仪器系统。

其中电子光学系统是其核心，提供电子束并与试样发生相互作用。其他系统为辅助系统。

2、照明系统的作用是什么?它应满足什么要求?

照明系统由电子枪、聚光镜和相应的平移对中、倾斜调节装置组成。它的作用是提供一束亮度高、照明孔经角小、平行度好、束流稳定的照明源。它应满足明场和暗场成像需求。

3、成像系统的主要构成及其特点是什么?

试样室，物镜，中间镜，投影镜

物镜：强励磁短焦透镜。中间镜：弱磁长焦的透镜。投影镜：短焦、强磁透镜

4、分别说明成像操作与衍射操作时各级透镜(像平面与物平面)之间的相对位置关系，并

画出光路图。

答：如果把中间镜的物平面和物镜的像平面重合，则在荧光屏上得到一幅放大像，

这就是电子显微镜中的成像操作，如图（a）所示。如果把中间镜的物平面和物镜的后焦

面重合，则在荧光屏上得到一幅电子衍射花样，这就是电子显微镜中的电子衍射操作，

如图（b）所示。

5、射花样的特征及形成原理。

答：单晶花样是一个零层二维倒易截面，其倒易点规则排列，具有明显对称性，且处于二维网络的格点上。因此表达花样对称性的基本单元为平行四边形。单晶电子衍射花样就是(uvw)*0零层倒易截面的放大像。

多晶面的衍射花样为：各衍射圆锥与垂直入射束方向的荧光屏或照相底片的相交线，为一系列同心圆环。每一族衍射晶面对应的倒易点分布集合而成一半径为1/d的倒易球面，与Ewald球的相惯线为园环，因此，样品各晶粒{hkl}晶面族晶面的衍射线轨迹形成以入射电子束为轴、2θ为半锥角的衍射圆锥，不同晶面族衍射圆锥2θ不同，但各衍射圆锥共顶、共轴。

非晶的衍射花样为一个圆斑。

6、薄膜样品的基本要求是什么? 具体工艺过程如何? 双喷减薄与离子减薄各适用于制备什

么样品?

答：样品的基本要求：

1）薄膜样品的组织结构必须和大块样品相同，在制备过程中，组织结构不变化；

2）样品相对于电子束必须有足够的透明度

3）薄膜样品应有一定强度和刚度，在制备、夹持和操作过程中不会引起变形和损坏；4）在样品制备过程中不允许表面产生氧化和腐蚀。

样品制备的工艺过程

1) 切薄片样品2) 预减薄3) 终减薄

离子减薄：

1）不导电的陶瓷样品

2）要求质量高的金属样品

3）不宜双喷电解的金属与合金样品

双喷电解减薄：

1）不易于腐蚀的裂纹端试样

2）非粉末冶金试样

3）组织中各相电解性能相差不大的材料

4）不易于脆断、不能清洗的试样

7、什么是衍射衬度?它与质厚衬度有什么区别?

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用而形成电子图像反差。

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。

与质厚衬度的差别：

1.质厚衬度建立在对原子散射的理论基础上，衍射衬度是利用电子通过不同位相晶体的衍射成像原理获得的，利用了布拉格衍射；

2.质厚衬度利用样品薄膜厚度差别和平均原子序数差别获得衬度，衍射衬度利用不同的晶体学位相获得；

3.质厚衬度应用于非晶体，衍射衬度适用于晶体。

8、图说明衍衬成像原理，并说明什么是明场像、暗场像和中心暗场像。

答：设薄膜有A 、B 两晶粒 B 内的某(hkl)晶面严格满足Bragg 条件，或B 晶粒内满足“双光束条件”，则通过(hkl)衍射使入射强度I0分解为I hkl 和IO-I hkl 两部分 A 晶粒内所有晶面与Bragg 角相差较大，不能产生衍射。

在物镜背焦面上的物镜光阑，将衍射束挡掉，只让透射束通过光阑孔进行成像（明场），

此时，像平面上A 和B 晶粒的

光强度或亮度不同，分别为

I A ≈ I 0

I B ≈ I 0 - I hkl

B 晶粒相对A 晶粒的像衬度为

)(I I I I I I I hkl A B A B ≈-=∆ 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

明场镜。

暗场成像：只让某一衍射束通过

2. 晶体样品的衍射衬度及形成原理由样品各处衍射束强度的差异形成的衬度称为衍射衬度或是由样品各处满足布拉格条件程度的差异造成的。衍射衬度成像原理如下图所示。