透射電子顯微鏡(TEM)資料課件

第五章透射電子顯微鏡（TEM）TEM：波長(zhǎng)極短電子束電磁透鏡聚焦高分辨率高放大倍數(shù)透射電鏡與光學(xué)顯微鏡比較TEM結(jié)構(gòu)：電子光學(xué)系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、供電系統(tǒng)第五章透射電子顯微鏡（TEM）1透射電子顯微鏡(TEM)資料課件2一、電子光學(xué)系統(tǒng)1.照明系統(tǒng)作用：提供亮度高、照明孔徑角小、束流穩(wěn)定的照明源組成：電子槍、聚光鏡、平移對(duì)中及傾斜調(diào)節(jié)裝置（1）電子槍熱陰極三級(jí)電子槍陰極：發(fā)射熱電子；陽(yáng)極；加速陰極發(fā)射出來(lái)的電子；柵極：匯聚電子束和穩(wěn)定電子束流注：熱電子發(fā)射源、場(chǎng)發(fā)射源一、電子光學(xué)系統(tǒng)3（2）聚光鏡作用：將有效光源會(huì)聚到樣品上控制照明孔徑角、照明亮度、束斑大小保證照射到樣品上的電子束強(qiáng)度高、直徑小、相干性好雙聚光鏡：強(qiáng)磁透鏡，使光斑縮小弱磁透鏡，將有效光源會(huì)聚到樣品上聚光鏡光闌：位置：在雙聚光鏡系統(tǒng)中，光闌常裝在第二聚光鏡的下方。光闌孔的直徑為20-400m。作一般分析觀察時(shí)，聚光鏡的光闌孔直徑可用200-300m。作用：限制照明孔徑角。（2）聚光鏡4（3）平移對(duì)中傾斜調(diào)節(jié)垂直照明：適于明場(chǎng)電子束軸線與成像系統(tǒng)合軸傾斜照明：適于暗場(chǎng)電子束軸線與成像系統(tǒng)成一定角度2.樣品室樣品銅網(wǎng)側(cè)插式傾斜裝置移動(dòng)-選擇視場(chǎng)傾斜-晶體結(jié)構(gòu)分析雙傾樣品臺(tái)（3）平移對(duì)中傾斜調(diào)節(jié)5陰極（接負(fù)高壓）柵極（比陰極負(fù)100~1000伏）陽(yáng)極電子束聚光鏡試樣陰極（接?xùn)艠O（比陰極陽(yáng)極電子束聚光鏡試樣63.成像系統(tǒng)物鏡、中間鏡、投影鏡三級(jí)成像作用：反映樣品內(nèi)部特征的透射電子轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢?jiàn)光圖像或電子衍射譜并投射到熒光屏或照相底板上（1）物鏡高放大倍率、短焦距的強(qiáng)磁透鏡作用：形成第一幅高分辨率的電子像或電子衍射譜透射電鏡的分辨率很大程度上取決于物鏡3.成像系統(tǒng)物鏡、中間鏡、投影鏡三級(jí)成像7分辨率主要決定于極靴的形狀和加工精度物鏡光闌（襯度光闌）：位置：物鏡的后焦面上作用：*限制孔徑角大小，提高襯度和分辨率；常用物鏡光闌孔的直徑是20-120m范圍。電子束通過(guò)薄膜樣品后會(huì)產(chǎn)生散射和衍射散射角(或衍射角)較大的電子被光闌擋住，不能繼續(xù)進(jìn)入鏡筒成像，從而就會(huì)在像平面上形成具有一定襯度的圖像。使物鏡孔徑角減小，減小像差，提高分辨率*形成暗場(chǎng)像

套取衍射束的斑點(diǎn)成像分辨率主要決定于極靴的形狀和加工精度8選區(qū)光闌（視場(chǎng)光闌、場(chǎng)限光闌）：位置：放像平面上作用：擋掉大角度散射電子，提高襯度；作選區(qū)衍射

一般選區(qū)光闌孔的直徑位于20—400m。（2）中間鏡可變倍率的弱磁透鏡作用：①將物鏡形成的一次電子像或衍射譜進(jìn)行放大，投射到投影鏡物平面，形成第二幅電子像或衍射譜

②調(diào)節(jié)總放大倍數(shù)選區(qū)光闌（視場(chǎng)光闌、場(chǎng)限光闌）：位9（3）投影鏡作用：將經(jīng)中間鏡放大（或縮?。┑南瘢ɑ螂娮友苌浠樱┻M(jìn)一步放大，并投影到熒光屏上短焦距的強(qiáng)磁透鏡目前，高性能的透射電鏡都采用5級(jí)透鏡放大，即中間鏡和投影鏡有兩級(jí)（3）投影鏡10（4）成像原理平行電子束與樣品相互作用產(chǎn)生衍射束經(jīng)透鏡聚焦后形成各級(jí)衍射譜各級(jí)衍射譜發(fā)出的波相互干涉重新在像平面上形成反映樣品特點(diǎn)的像（4）成像原理114.觀察和記錄系統(tǒng)

照相觀察和記錄裝置包括熒光屏和照明機(jī)構(gòu)，在熒光屏下面放置一個(gè)可以自動(dòng)換片的照相暗盒。照相時(shí)只要把熒光屏掀往一例垂直豎起，電子束即可使照相底片曝光。由于透射電子顯微鏡的焦長(zhǎng)很大．顯然熒光屏和底片之間有數(shù)厘米的間距，但仍能得到清晰的圖像。4.觀察和記錄系統(tǒng)12二、真空系統(tǒng)和供電系統(tǒng)為了保證電子電子束在整個(gè)通道中只與試樣發(fā)生相互作用，而不與空氣分子發(fā)生碰撞，因此，整個(gè)電子通道從電子槍至照相底板盒都必須置于真空系統(tǒng)之內(nèi)。透射電鏡需要兩部分電源：一是供給電子槍的高壓部分，二是供給電磁透鏡的低壓穩(wěn)流部分。二、真空系統(tǒng)和供電系統(tǒng)13TecaniG2型透射電子顯微鏡TecaniG2型透射電子顯微鏡14JEM2010F型透射電子顯微鏡JEM2010F型透射電子顯微鏡15三、TEM分辨本領(lǐng)和放大倍數(shù)的測(cè)定1.分辨率的測(cè)定點(diǎn)分辨率拍攝鉑、鉑－銥等粒子像

粒子間最小距離/總放大倍數(shù)晶格分辨本領(lǐng)拍攝定向單晶薄膜