第六章 电子显微技术_2011_2

1、n通常透射电镜组成通常透射电镜组成n电子光学系统、电子光学系统、n电源系统、电源系统、n真空系统、真空系统、n循环冷却系统和控制系统循环冷却系统和控制系统n其中其中电子光学系统电子光学系统是电镜是电镜的主要组成部分。的主要组成部分。灯丝和阳极间加高压，栅灯丝和阳极间加高压，栅极偏压起会聚电子束的极偏压起会聚电子束的作用，使其形成直径为作用，使其形成直径为d d0 0 会聚会聚/ /发散角为发散角为 0 0的的交叉交叉交叉点处电子束直径约几交叉点处电子束直径约几十个微米十个微米双聚光镜照明系统光路图双聚光镜照明系统光路图物镜是一个强激磁短焦距的透镜，它的放大倍数较高，物镜是一个强激磁短焦距的透镜

2、，它的放大倍数较高，一般为一般为100-300100-300倍。目前，高质量的物镜其分辨率可达倍。目前，高质量的物镜其分辨率可达0.1nm0.1nm左右。左右。 n中间镜：弱激磁的长焦距变倍透镜，中间镜：弱激磁的长焦距变倍透镜，在在0-200-20倍范围调节。倍范围调节。n当当M1M1时，进一步放大物镜的像；时，进一步放大物镜的像；当当M1M1时，用来缩小物镜的像。时，用来缩小物镜的像。n在电镜操作过程中，主要利用中间在电镜操作过程中，主要利用中间镜的可变倍率来控制电镜放大倍数。镜的可变倍率来控制电镜放大倍数。n 把中间镜的物平面和物镜的像平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

3、一幅放面重合，则在荧光屏上得到一幅放大像，是电子显微镜中的成像操作，大像，是电子显微镜中的成像操作，如图（如图（a a）所示。）所示。n 把中间镜的物平面和物镜的后焦把中间镜的物平面和物镜的后焦面重合，在荧光屏上得到一幅电子面重合，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衍射花样，这就是电子显微镜中的电子衍射操作，如图（电子衍射操作，如图（b b）所示。）所示。 图图 透射电镜成像系统的两种基本操作透射电镜成像系统的两种基本操作(a)将衍射谱投影到荧光屏将衍射谱投影到荧光屏 (b)将显微像投影到荧光屏将显微像投影到荧光屏 中间镜中间镜 成像系统成像系统高性能的透射电镜大都采用高性能

4、的透射电镜大都采用5 5级透镜放大，即中间镜和投影镜有两级透镜放大，即中间镜和投影镜有两级，分第一中间镜和第二中间镜，第一投影镜和第二投影镜。见图级，分第一中间镜和第二中间镜，第一投影镜和第二投影镜。见图电镜的分辨率比光学显微镜高电镜的分辨率比光学显微镜高10103 3，因此电镜的有效放，因此电镜的有效放大倍率约为大倍率约为10106 6数量级数量级 高的高的分辨率分辨率、适宜的放大率适宜的放大率和和衬度衬度是电镜高是电镜高质量图像的三大要素质量图像的三大要素 n 物镜光阑又称为衬度光阑，通常被放在物镜的后焦面上。物镜光阑又称为衬度光阑，通常被放在物镜的后焦面上。n常用物镜光阑孔的直径是常用物

5、镜光阑孔的直径是2020120m120m范围。范围。n 电子束通过薄膜样品后产生电子束通过薄膜样品后产生散射和衍射散射和衍射。散射角。散射角( (或衍射或衍射角角) )较大的电子被光阑挡住，不能继续进入镜筒成像，从而较大的电子被光阑挡住，不能继续进入镜筒成像，从而就会在像平面上形成具有一定衬度的图像。光阑孔越小，被就会在像平面上形成具有一定衬度的图像。光阑孔越小，被挡去的电子越多，图像的衬度就越大，这就是物镜光阑又叫挡去的电子越多，图像的衬度就越大，这就是物镜光阑又叫做衬度光阑的原因。加入物镜光阑使物镜孔径角减小，能减做衬度光阑的原因。加入物镜光阑使物镜孔径角减小，能减小像差，得到质量较高的显微图像。小像差，得到质量较高的显微图像。n物镜光阑的另一个主要作用是在后焦面上套取衍射束的斑点物镜光阑的另一个主要作用是在后焦面上套取衍射束的斑点（即副焦点）成像，这就是所谓暗场像。利用明暗场显微照（即副焦点）成像，这就是所谓暗场像。利用明暗场显微照片的对照分析，可以方便地进行物相鉴定和缺陷分析片的对照分析，可以方便地进行物相鉴定和缺陷分析。 图图9-17 成像操作光路图成像操作光路图（a）明场像）明场像 (b)暗场像暗场像 (c)中心暗场像中心暗场像