透射电镜基础理论必备知识

1、透射电镜基本知识总结1、透射电镜基本构造：照明系统：电子枪和会聚镜（双聚光镜系统）成像系统：物镜、中间镜、投影镜记录系统：底片照相系统、图像观察增强器、CCD记录系统2、两种操作模式及其原理：成像模式：中间镜的物平而与物镜的像平而重合，获得正空间信息，最终获得显微像。衍射模式：中间镜的物平面与物镜的焦平而重合，获得倒空间的信息，最终获得衍射谱。利用电镜中的物镜光栏，仅选取透射束成像，成为明场像（Bright-fieldimage）,若仅选取衍射束成像，形成暗场像（Dark-fieldimage）。3、两种基本样品制备方法：离子剪薄和双喷。双喷样品有可能污染极靴。4、加速电压：给灯丝发出的电子以

2、电压，使得电子获得足够的速度以穿透样品。5、电子枪：发射电子的电极。现在主要有热发射（发卡W灯丝和LaB6灯丝）和场发射（冷场发射，热场发射schottky）o6、光阑：选择性通过电子。7、像散：由于磁透镜在两个相互垂肖的方向上聚焦能力不同，当这个较强的方向聚焦时，与之垂氏的方向尚未聚焦；而当较弱的方向开始聚焦时较强方向散焦，因而在任何一个像而上的像都不是一点而是小散焦斑。如下图。（垂直方向）两个互相垂直的不同线焦点和p;8、球差：透镜对离轴远的电子比离轴近的电子有更强的会聚能力，因而在高斯面上，一个屋的的相不再是一个点而是一个圆盘。如下图。（半径大小）。9、色差：色差产生的根源是成象电子的能

3、量分散，而磁透镜对不同能量的电子的聚焦能力不同，因而在高斯像平面上，一个物点的像变成了一个圆斑。电子枪能量分散的原因：加速电压波动，电子束与物质的相互作用（非弹性散射）（电压不稳定、电子束相互作用、真空度不够）10、选区电子衍射：进行电子衍射分析时，往往对样品的某一微小区域的单晶电子衍射感兴趣。通过选区，可以H接获得该微区的倒易点阵截面。11、选区电子衍射的操作步骤：调整中间镜电流使选区光阑边缘的像在荧光屏上非常清晰，这就使中间镜的物面与选区光阑的平而像重；调整物镜电流试样在荧光屏上呈现清晰像，这就使物镜的像平面与选区光阑及中间镜的物而相重；抽出物镜光阑，减弱中间镜（用丁衍射的）电流，使其物面

4、与物镜后焦面相重，在荧光屏上获得衍射谱的放大像；在现代电镜中，只要转换倒衍射模式，并调节衍射镜电流使中心斑调整到最小最圆；减弱聚光镜电流以降低入射束孔径角，得到尽可能趋近丁平行的电子束，使衍射斑尽量明锐。12、13、12、13、电镜的分辨本领、分辨率：是指电镜系统能识别物中两个相邻点的能力;所能识别的两个相邻点之间的最小距称之为分辨率。焦深：设物镜聚焦丁（）点，丁-0点前、后的A、B之间的物也能清楚成像，则D0=AB称为焦深。14、14、景深：设像面调焦丁7点，丁7点前、后的A、B之间面内的像均清楚,则d=ab称为景深。15、15、衬度：样品的下表而出射波的强度分布，即像的衬度。（明场像，暗场

5、像）。衬度有质厚衬度（与原子有关），相位衬度（透射束，衍射束相互干涉）,Z衬度和衍射衬度。16、衍衬像的类型:仅让透射束通过光阑所成之像为明场像；仅让衍射束通过所成之像为暗场像。为了消除像差影响，移动用丁成像的衍射束使之与光轴平行，这样的喑场像乂称之为中心暗场像。明场像和暗场像的关系衬度上互补，若入射束的能量为I。，在双束近似条件下，除透射束外，还有一衍射束，若透射束的能量为J衍射束的能量为Id,贝惰：Io=或It=Io-Ido17、质厚衬度：是由丁试样各处组成物质的原子种类不同和厚度不同造成的衬度。（试样的厚度差异引起的电子束透射程度不同，从而形成的衬度）18、相位衬度：当透射束河至少一束衍

6、射束同时通过物镜光阑参与成像时，由丁透射束与衍射束相互干涉，形成一种反应晶体点阵周期性的条纹想和结构像。这种像的形成是透射束和衍射束相位相干的结果，故称为相位衬度。19、衍射衬度：由于各处晶体取向不同或晶体结构不同，满足布拉格条件的程度不同，使得对应试样下表面处有不同的衍射效果，从而在下表而形成一个随位置而异的衍射振幅分析，这样形成的衬度为衍射衬度。20、相机长度：LX=rd,r是衍射斑到透射斑的距离，入为波长，L入为相机常数。L为相机长度。L二f（0）地比21、样品台倾转角：22、消光条纹：消光条纹是正空间信息，而系统消光、结构消光为倒空间信息。消光距离的定义：当晶体的厚度t变化一个时透射波

7、k。和衍射波k的强度从一个极小（大）变化到另一个极小（大），即出现消光，故称作衍衬干涉条纹的消光距离。消光距离及其物理意义：当散射波任晶体中第一次达到振幅最大时所应经过的距离，这个距离的两倍，也就是散射波在运行过程中两次强度为零时所对应的距离。这就是消光距离。消光距离计算公式：nVcosOKM二一迅3(b)nd=亠鱼为了使试验较好的满足运动学条件，耍求试样厚度远小丁一个消光距离，这意味着对一般金属而言，只能是儿nmo这当然是困难的，由此也看出了运动学理论的周限性。等厚条纹：随试样厚度均匀变化而出现的条纹。楔形晶体边沿不同厚度处，对应着不同的强度，从而在试样下表而显示出明暗相间周期变化强度分布，

8、记录在底片上称为等厚条纹。等倾条纹：试样局部取向均匀变化引起的，即弯曲消光轮廓。从金屈薄膜剪切试样时,刀口处易受弯曲，以至周部区域发生了取向的连续变化，成暗场相时，这些部位就会得到在强的中心賠纹两侧连续分布着若干次强暗纹的特征纯度，称为弯曲消光轮廓或等倾条纹。在衍衬工作中，为使试验条件尽可能接近运动学条件，试样薄一些为好，以减少动力学相干作用。同时在保证必要亮度前提下，使试样取向偏离布拉格衍射位置。（电子显微镜图像分析原理与运用87-98）23、劳埃带厄瓦球与倒易面相切，在衍射谱上得到相应的劳厄斑点。厄瓦球出和零层倒易面相截外，还可能和非零层倒易面相截，相应的在衍射谱上得到零阶劳厄区斑点外，还

9、可能得到正或负的高阶劳厄斑点。入射束正不正影响劳厄带的阶数，与衍射花样高低指数而关系不大。高阶劳埃带的概念零阶劳埃区、高阶劳埃区：零层倒易而与反射球相截所得到的衍射谱叫零阶劳埃区（带）；非零层倒易面（不过原点）与反射球相截所得到的衍射谱叫高阶劳埃带（区）。这种现象通常出现作大晶胞参数的晶体衍射中。高阶劳埃带的形成本质：反映了反射球的山I率的影响，不过原点的倒易面上的阵点形成的反射。高阶劳埃带满足广义晶带轴定律：hU+kV+lV=N高阶劳埃带的特征:禾対称的劳疑带导致高阶劳埃带形成的主要因素电子波长一劳埃球半径刁样品厚度一倒易杆拉长刁晶格常数一沿电子束方向的倒易周期刁样品取向的影响高阶高埃带的意

10、义：给出了晶体结构第三维（沿电子束方向）的信息估计倒易面的间距一通过高阶劳埃带的直径估计样品的厚度一通过高阶劳埃带的宽度估计入射电子束的偏离角度一通过透射斑与劳埃带中心的偏离菊池电子衍射也包含了高阶劳埃衍射的信息会聚束电子衍射技术的发展，使高阶劳埃电子衍射对晶体的结构和取向关系分析变得更加重要高阶劳埃带分拆0Ki*lawe的半径-（2A&=L沁淞s畑帯的K=Z匹rtmv对-Tlooij向.有（F为样品殊度）（巧叩为电子束方向上的点阵周期）（芒为晶格常数（卩2）C与&厲“”卢KW与反#除練产生东嚴!T精确的先系?$卩）=NA2NAIJ忌壬砂區-列24、双束成像：如果让透射束和某一衍射束通过光阑成像为一维晶格条纹像,这便是双束成像。衍射晶面族的信息