第二章【电子显微镜课件ppt】

d
试样 物镜 物镜后焦面 物镜后焦面
Md
物镜象平面 中间镜
将 衍 射 花 样 投 影 到 荧 光 屏
投影镜
观察屏
选区衍射花样 24
入射束 2θ 2θ 2θ
透射斑 衍射斑
后焦面
物镜后焦面上的衍射花样
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4.透镜
样品 物镜 衍射谱
成像放 大系统
Байду номын сангаас
第一级实像 中间镜
第二级实像 投影镜
第一级实像
终像 （荧光屏） （a）高倍成像 （b）中倍成像
B = ic πβ
2
在电子枪第一交叉点获得的最大聚焦电子流 由朗格缪尔（Langmuir） 密度ic由朗格缪尔（Langmuir）公式给出：
eU 2 β ic = i0 kT
所以： 所以：
eU B = i0 πkT
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2.聚光镜
双聚光镜照明系统光路图
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underfocused
Focused
overfocused
3mm
样品铜网
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2. 物镜系统
物镜是用来形成第 一幅高分辨电子显微 图象或电子衍射花样 的透镜。 的透镜。物镜是电镜 最关键的部分，透射 电镜的分辨本领主要 取决于物镜。 。
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物镜光阑(Objective 物镜光阑(Objective aperture )
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减小像差
样品
α
物镜 物镜光阑
物镜像平面
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阴极（接负高压） 控制极（比阴极 负100~1000伏） 阳极 电子束 聚光镜
试样
8
阴极
1.电子枪 电子枪
栅极 帽 阳极
b i0 = AT exp − T
2
9
(
a)自偏压回路
(b)电子枪内的等电位面
10
发散度为β 如果第一交叉点电子流密度为ic，发散度为β， 那么电子枪的亮度为： 那么电子枪的亮度为：
1. 分辨本领测定 透镜的分辨本领分为两种： 透镜的分辨本领分为两种：点分辨本领和晶格分 辨本领。 辨本领。 点分辨本领的测定： 将铂、 铱或铂点分辨本领的测定： 将铂、铂-铱或铂-钯等金属 或者合金用真空蒸发的方法沉积到火棉胶或者碳 支持膜上，得到粒度5 10Å、间距2 10Å的分布均 支持膜上，得到粒度5-10 、间距2-10 的分布均 匀的粒子。在高放大倍数下拍摄这些粒子的象， 匀的粒子。在高放大倍数下拍摄这些粒子的象， 至少在同样的条件下拍摄两张底片， 至少在同样的条件下拍摄两张底片，从照片上找 出粒子间最小间距，除以总的放大倍数， 出粒子间最小间距，除以总的放大倍数，即为相 应电子显微镜的点分辨本领。 应电子显微镜的点分辨本领。
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也可在样品表面上放少量尺寸均匀， 也可在样品表面上放少量尺寸均匀，并精确 已知球径的塑料小球作为内标准测定放大倍 数。 在高放大倍数如10万倍以上的情况下， 10万倍以上的情况下 在高放大倍数如10万倍以上的情况下，可以 采用用来测定晶格分辨本领的晶体样品作标 拍摄晶格条纹像， 样，拍摄晶格条纹像，然后测量晶格像条纹 间距， 间距，与实际晶面间距的比值即为相应条件 下仪器的放大倍数。 下仪器的放大倍数。
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晶格分辨本领的测定： 晶格分辨本领的测定：利用外延生长的定向单晶 薄膜作为标样，拍摄其晶格像。 薄膜作为标样，拍摄其晶格像。这种方法的优点 是不需要知道仪器的放大倍数， 是不需要知道仪器的放大倍数，因为事先可精确 地知道样品晶面间距。根据仪器分辨本领高低， 地知道样品晶面间距。根据仪器分辨本领高低， 选择晶面间距不同的样品作标样。 选择晶面间距不同的样品作标样。拍摄晶格条纹 然后测量晶格像条纹间距， 像，然后测量晶格像条纹间距，除以总的放大倍 即为相应电子显微镜的晶格分辨本领。 数，即为相应电子显微镜的晶格分辨本领。
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2. 放大倍数测定 透射电子显微镜的放大倍数随样品平面高度、 透射电子显微镜的放大倍数随样品平面高度、加 速电压、透镜电流而变化。 速电压、透镜电流而变化。为了保持仪器放大倍 数的精度，必须定期进行标定。 数的精度，必须定期进行标定。 最常用的方法是用衍射光栅复型作为标样， 最常用的方法是用衍射光栅复型作为标样，在一 定的条件（加速电压、透镜电流等） 定的条件（加速电压、透镜电流等）下，拍摄标 样的放大象。 样的放大象。然后从底片上测量光栅条纹象的平 均间距， 均间距，与实际光栅条纹间距之比即为仪器相应 条件下的放大倍数。这种方法适用于5万倍以下。 条件下的放大倍数。这种方法适用于5万倍以下。
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物镜关闭
中间镜 （作物镜用）
× 0.5
第一实像 投影镜
(c) 低倍成像 （荧光屏）
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终像
图像观察和记录系统
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第二节 透射电子显微镜的 分辨本领和放大倍数的测定
分辨本领和放大倍数是透射电子显微镜两项主要 指标， 指标，它体现了透射电镜显示样品显微组织和结 构细节的能力。 构细节的能力。
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第二章 透射电子显微镜的主 要结构与成像
1
2
3
第一节
透射电子显微镜的主要结构
真空系统 供电系统 电子光学系统
4
电子光学系统
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照明系 统 电子光学系统
电子 枪
阴极 栅极 阳极 聚光镜 试样室 物镜 中间镜 投影镜 观察屏 照相机 计算机 7
成像放大系 统 图像观察 和记录系 统
照明系统
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(Second condenser lens )
成像放大系统
成像放大系统
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1. 样品室
样品室位于照明部分和物镜之间， 样品室位于照明部分和物镜之间，主要作用 是通过样品台承载试样，移动，旋转试样。 是通过样品台承载试样，移动，旋转试样。 必要时还可以安装加热、冷却样品台。 必要时还可以安装加热、冷却样品台。
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提高图像衬度
质厚衬度
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提高图像衬度
衍射衬度
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明暗场操作
明场
暗场
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选区光阑
虚光阑 试样 物镜 选区光阑 像平面
在物镜像平面上插入选区光阑实现选区衍射
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3. 中间镜和投影镜
中间镜(Intermediate 中间镜(Intermediate lens)
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将 显 微 像 投 影 到 荧 光 屏