分析电子显微学导论.ppt

1、Introduction to Analytical Electron Microscopy 分析电子显微学导论电子课件,戎咏华 王晓东 黄宝旭 李 伟 高等教育出版社 高等教育电子音像出版社 2006年,分析电子显微学导论,作者寄语 绪论 第一章 分析电子显微镜的构造及其功能 第二章 透射电子显微镜样品的制备方法 第三章 电子衍射 第四章 晶体衍射中的数学处理 第五章 电子衍射衬度成像 第六章 高分辨和高空间分析电子显微术,作者寄语,从1828年道尔顿的原子学说，到今天用电子显微镜直接观察原子，我们的前辈以他们的聪明智慧为我们奠定了材料科学研究的理论基础和实验技术，同时以他们的慷慨大度留下了

2、诸多未解决和未回答的问题，以此为青年一代搭起了大展宏图的舞台。 分析电子显微镜是揭示材料介观和微观世界的有力工具。分析电子显微学导论将引导你学会应用分析电子显微镜进行材料科学研究，希望你通过该教材的学习而对分析电子显微学产生浓厚的兴趣，从而能献身于分析电子显微学的研究。 路一步一步坚实地走，成功和辉煌就会在你的脚下,因为 Impossible Is Nothing ！ 2006年8月于上海交通大学,绪 论,材料研究的基本任务就是根据材料实际使用所需的性能来设计成分和工艺，以期获得理想的微观组织，从而达到预期性能的目标。在上述材料的研究链中，材料的微观组织直接决定了材料的性能，因此根据材料的微观

3、组织，我们就能分析和判断材料的性能好坏；同时，材料的微观组织取决于成分和工艺，因此根据材料的微观组织能分析和判断成分和工艺设计是否合理。无疑，材料微观组织的表征，包括材料的微区成分、点阵结构和组织形貌的分析，尤其是三位一体的原位分析极为重要。至今，只有分析电子显微镜具有三位一体原位分析的功能，因此掌握分析电子显微学的基本理论和实验技术对于将要和正在从事材料研究的科学工作者是非常必要的。分析电子显微学导论就是一本领你入门的教科书。,绪 论,分析电子显微镜（AEM：analytical electron microscope)就是具有成分分析功能的透射电子显微镜（TEM：transmission

4、electron microscope)。它是一种以高能电子束为照明源，通过电磁透镜将穿透样品的电子（即透射电子）聚焦成像的电子光学仪器。我们将从以下三个方面（仪器、技术和样品制备）粗略了解分析电子显微学的发展过程。,绪 论,仪器的发展 1924年，德布罗意（ de Broglie）提出电子具有波动性； 1926年，布什（Busch）发现旋转对称非均匀磁场可作为电磁透镜； 1931年，Rudenberg 提出电子显微镜的概念并提出专利申请； 1933年，克诺尔（Knoll）和卢斯卡（Ruska）制造出第一台电子显微镜； 1936年，Boersch证明了电子束经过电磁透镜聚焦后在后（背）焦面上形

5、成衍射花样； 1939年，西门子公司生产出第一批商品透射电子显微镜； 1944年，Le Poole在电子显微镜中加入衍射透镜（即中间镜）和选区光阑后实现选区电子衍射； 20世纪50年代，Ruska在商业电子显微镜中实现选区电子衍射； 20世纪60年代，会聚束电子衍射实现；,绪 论,仪器的发展 20世纪70年代，用于成分分析的X射线能谱仪和电子能量损失谱仪开始使用； 20世纪90年代，物镜球差系数校正器的问世使球差系数从正值可变到负值，提高了电子显微镜的分辨率。 此外，照明亮度高和能量发散小的场发射电子枪的普及、极大改善电子单色性的能量过滤器的问世、可实现电子显微像和电子衍射花样数字化的慢扫描C

6、CD和电子成像板的使用 、仪器的计算机控制等都成为现代高性能分析电子显微镜的基本特征。,绪 论,实验技术的进步 成像与变倍 选区电子衍射 衍衬成像（明场像，中心暗 场像，弱束暗场像） 高分辨成像（相位衬度） 会聚束电子 衍射（包括微/纳米衍射） X射线能谱和电子能量损失谱成分分析和 成像 高分辨原子序数衬度（Z衬度）成像 负球差系数成 像 全息成像等。,绪 论,样品制备的发展 生物薄膜样品的制备 金属块体的复型技术 块体金属样品制成薄膜方法（窗口法、博尔曼法、双喷电解抛光法） 凹坑研磨离子减薄（无机非金属材料） 解理法（无机非金属材料，尤其是半导体材料） 薄膜平面和截面样品 聚焦离子束法,绪 论,50多年的实践证明，电子显微镜是20世纪最重大的发明之一， Ruska教授由于他的先驱工作给科学所带来的巨大贡献，获得了1986年的诺贝尔