电子显微镜及其附属设备的基本原理与用途

电子显微镜及其附属设备的结构、基本原理、

用途及其使用

方法第一部分

透射式电子显微镜1.透射式电子显微镜外形及其基本结构

组成：电子光学系统；高压系统；数据采集系统；电子控制系统；真空系统等五大部分。透射式电子电子光学系统电子枪、电子束加速线圈、透镜系统、物镜系统、成像系统、消像散系统、电子对中系统等真空系统真空系统的组成：机械泵、扩散泵、离子泵、真空管道、循环水系统等电子枪镜筒照相室DPIPRP数据采集系统数据采集系统包括：CCD数据采集系统、PHOTO采集系统；高压及其电源系统高压箱、高压电缆、高压瓷瓶、电子束发射枪、电源等。电子控制系统电源控制系统、电子束调整系统、电子光路调整系统、电子成像控制系统、真空控制系统、模式选择系统等。2.透射电子显微镜的基本工作原理电子光学系统的工作原理LaB6灯丝在高电压的作用下，产生一束高能电子束。经过透镜、物镜、消像散等系统的调整，形成一束近似平行光的电子束，作用于试样。电子束与试样将发生各种各样的作用。主要形成透过电子、弹性散射电子、非弹性散射电子电子光路及其成像系统不同放大倍率下TEM的电子光学成像机理透射电镜入射电子与试样相互作用所产生的

部分电子与信号示意图A.透过电子像：

当试样足够薄时，入射电子不与试样发生相互作用直接穿过试样，从而得到试样的内部结构，一般我们称之为TEM成像法。A.透过电子像B.弹性散射电子像弹性散射：只改变散射电子的方向，不改变散射电子的能量。弹性散射电子包括：引起布拉格反射的衍射波、背散射电子波等。弹性散射电子波主要用于明场像、暗场像、高分辨电子显微方法等像观察方法。C非弹性散射电子像非弹性散射电子的种类：a晶格震动产生的散射（声子激发）b价电子集体激发（等离子激发）c带间跃迁；d内壳层电子激发（核心激发）e.自由电子激发（二次电子激发）f.韧致辐射（连续的X射线激发）作用：利用以上激发的电子我们可以得到试样的能量损失谱、X射线能谱、阴极光谱、背散射像、二次电子像、俄歇电子像等各种信息。3.透射电镜的应用范围透射电镜广泛应用在高分子材料、金属材料、陶瓷、冶金、生物、地质、半导体、仿生学等各个领域。通过透射电镜可以方便地观察到，物质的微观结构，晶体的生长规律，检测各种材料的老化及其疲劳损害程度，分析各种材料中各种成分的分布规律及其各种元素间的比例关系。4.透射电镜的制样方法透射电镜的制样方法有很多种，我们只介绍几种最常用的方法。A.微小颗粒样品超声波分散方法：取试样少许与乙醇配制成摩尔比为3～7％的悬浮液。经过200～350W，30～60分钟超声波分散后，取清夜1～2ml滴在备好的铜网膜上即可。B.超薄切片法：将试样包埋后修成一定尺寸的样条。使用超薄切片机将试样切成厚50～150nm的薄片，捞在铜网膜上观察。C.离子减薄法：将试样制成3.05mm直径的园片，使用各种规格的砂纸，将试样逐步磨制成10～20um厚度的毛坯。使用离子减薄仪在试样中心制成一微孔，观察微孔周围薄区的结构。该方法使用于具有较高硬度和比较耐温的试样。第二部分

扫描电子显微镜1.外形及其基本构造扫描电镜主要由以下六部分组成：高压系统、电子光学系统、电源系统、真空系统、电子控制系统、图像采集系统高压及其电源系统主要由：高压油箱、高压电缆、低压电源、瓷瓶、电子束发生器、加速线圈、阳极电源等组成。电子光学系统主要由偏转线圈、聚光镜系统、物镜系统、消像散系统、电子对中系统等组成。电子控制系统电子测量系统调整电路放大电路反馈系统校准系统显示单元数据采集系统2.扫描电镜的基本工作原理电子光学系统工作原理电子枪阳极电子束偏转线圈聚光镜线圈试样二次电子X光子EDS转换器二次电子检测器物镜线圈背散射电子背散射电子探头数据采集器数据输出图像采集系统电子束试样二次电子X光子二次电子检测器闪烁体光电倍增器放大器Be接收器控