【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 30o范圍內(nèi)傾斜，以便以某特定傾斜角度照射樣品。 CL1 CL2 照明系統(tǒng)雙聚光鏡光路系統(tǒng) 二、成像系統(tǒng)－物鏡（ 1） 二、成像系統(tǒng)： 由 物鏡 、 中間鏡 和 投影鏡 （ 1個(gè)或 2個(gè)）組成。 ? 成像系統(tǒng)作用： ? 將來(lái)自樣品的、反映樣品內(nèi)部特征的、強(qiáng)度不同的透射電子聚焦放大成像，并投影到熒光屏或照相底片上，轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽鈭D像或電子衍射花樣。 二、成像系統(tǒng)－物鏡（ 2） ? 1. 物鏡 ? 作用： 形成第一幅高分辨電子顯微圖像或電子衍射花樣。 ? 透射電鏡分辨率高低：主要取決于物鏡分辨率。 故必須盡可能降低其球差（像差）。 ? 物鏡分辨率： ? 決定于極靴形狀和加工精度等。 ? 如： 極靴內(nèi)孔 和 上下極靴間距 ↓ → 分辨率 ↑。 ? 目前，高分辨物鏡： 球差系數(shù)： mm， 分辨率： 。 二、成像系統(tǒng)－物鏡（ 3） ? 物鏡： 為獲得高分辨率常采用 ① 強(qiáng)激磁、短焦距（ f=1～ 3mm） 像差小，放大倍數(shù)高，（ 100～ 300倍）； ② 物鏡光闌： 裝于 物鏡后焦面 ，孔徑有 100、 50、 25μm，小光闌可減少像差、提高圖像襯度、并方便進(jìn)行 暗場(chǎng)、衍襯成像操作。 ? 透射電鏡成像： ? 物距 L1 不變， 通過(guò)改變 焦距 f， 而改變 放大倍數(shù) M ， 并和像距（ L2） 滿足成像條件。 二、成像系統(tǒng)－中間鏡 ? 2. 中間鏡 ? 作用： 將物鏡形成 一次像 或 衍射像投影到 投影鏡 的物平面上，形成第二幅電子顯微像或衍射像。 ? 中間鏡： 弱激磁、長(zhǎng)焦距、變倍 ； ? 可調(diào)節(jié)其激磁電流，使放大倍數(shù)在0～ 20倍范圍可變。 ? ① 當(dāng) M 1時(shí)，放大圖像作用； ? ② 當(dāng) M 1時(shí)，縮小圖像作用； fLfM?? 1 ffLM ?? 2 二、成像系統(tǒng)－投影鏡 ? 3. 投影鏡 ? 作用： 將中間鏡放大（縮小）像（衍射斑點(diǎn)） 進(jìn)一步放大 ，并投影到熒光屏上。 ? 投影鏡： 放大倍數(shù)應(yīng)盡可能大。 ? 投影鏡： 和物鏡一樣， 短焦距 、強(qiáng)激磁 透鏡。 激磁電流固定 ， 放大倍數(shù)約為 200倍 。 ? 高性能透射電鏡： 用 5級(jí)放大 ， ? 第一中間鏡 和 第二中間鏡， ? 第一投影鏡 和 第二投影鏡。 成像系統(tǒng)的 成像操作 光路 顯微圖像 成像操作 光路： ? 當(dāng)電子束透過(guò)樣品后，透射電子帶有樣品微區(qū)結(jié)構(gòu)及形貌信息，呈現(xiàn)出不同強(qiáng)度，經(jīng)物鏡后，在像平面上形成中間像 1； ? 調(diào)節(jié)中間鏡激磁電流，使其物平面和物鏡像平面重合，則熒光屏上得一幅放大像。這就是 成像操作 。 透射電鏡成像系統(tǒng)的成像操作 L2 L1 物鏡背焦面 衍射像 電子衍射 ? 電子衍射 : ? 電子束穿越樣品后，便攜帶樣品結(jié)構(gòu)信息，沿各自方向傳播。 ? 當(dāng)某晶面位向滿足衍射定律，則在與入射束成 2θ角上產(chǎn)生衍射束。 ? 物鏡： 將自樣品 不同部位、相同方向 的電子束， 在背焦面上 會(huì)聚為一個(gè)焦點(diǎn)。 ? 不同方向電子束，形成不同斑點(diǎn)，在物鏡背焦面形成 衍射斑點(diǎn)花樣。 成像系統(tǒng)的 電子衍射操作 光路 ? 電子衍射操作 光路： ? 若調(diào)節(jié)中間鏡激磁電流，使 中間鏡物平面 和 物鏡背焦面 重合，則熒光屏上得一幅電子衍射花樣，即 電子衍射操作。 因 L2 不變，只要改變激磁電流，使 f 變化，則 L1 也變化。 透射電鏡成像系統(tǒng)的電子衍射操作 L2 L1 fLfLL??221 顯微圖像成像 和 電子衍射操作 光路比較 顯微圖像成像操作 電子衍射操作 高倍透射電鏡顯微圖像圖像 AlCu合金 TEM高倍組織形貌 Si底層上 SiC薄膜 TEM高倍組織形貌 30 電子衍射花樣成像 三、觀察記錄系統(tǒng) （ 1） ? 觀察和記錄裝置 ： 包括 熒光屏 和 照相機(jī)構(gòu) 。 1. 熒光屏： 常用暗室下 人眼較敏感 、 發(fā)綠光的熒光物質(zhì) 來(lái)涂制熒光屏。有利于高放大倍數(shù)、低亮度圖像的聚焦和觀察。 三、觀察記錄系統(tǒng) （ 2） ? 2. 照相機(jī)構(gòu) ? 在熒光屏下，放置照相暗盒，可自動(dòng)換片。照相時(shí)，只要把熒光屏向一側(cè)垂直豎起，電子束即可使照相底片曝光。 ? 因 透射電鏡焦長(zhǎng)很大 ，雖熒光屏和底片間有 數(shù)厘米 的間距，但仍能得到清晰圖像。 三、觀察記錄系統(tǒng) （ 3） ? 電子感光片： ? TEM照相用對(duì)電子束曝光敏感、顆粒小的 溴化物乳膠底片 ，為紅色盲片。 ? 電子與乳膠作用比光子強(qiáng)，曝光時(shí)間很短，只需幾秒鐘。 ? 照相機(jī)構(gòu)： 配有快門， 早期電鏡： 用 手動(dòng)快門 ，構(gòu)造簡(jiǎn)單，但曝光不均勻。 新型電鏡： 用 電磁快門 ，與熒光屏動(dòng)作密切配合，動(dòng)作迅速，曝光均勻。 ? 自動(dòng)曝光裝置： 由熒光屏圖像亮度， 自動(dòng)地確定曝光時(shí)間。 ? 并配上電子線路，還可實(shí)現(xiàn) 拍片自動(dòng)記數(shù)。 數(shù)字相機(jī) CCD（上部）－電子衍射像拍攝 美國(guó) Gatan公司 TEM專用 CCD相機(jī)（ 782型“二郎神” 1K 1K） 數(shù)字相機(jī) CCD（下部）－高分辨像拍攝 ? 美國(guó) Gatan公司 TEM專用 CCD相機(jī)（ 794型 1K 1K） 四、真空系統(tǒng) ? 電子顯微鏡中，整個(gè)電子通道都須置于真空系統(tǒng)之內(nèi)。 ? 真空系統(tǒng)： 包括 機(jī)械泵 加 擴(kuò)散泵 （或分子泵）、換向 閥門 、真空測(cè)量?jī)x表 及 真空管道 。 ? 真空系統(tǒng)的作用： ? 目的： 避免影響 電子槍電極間的絕緣 和 防止高壓電離導(dǎo)致極間放電； 以及成像電子在鏡筒內(nèi)受氣體 分子碰撞引起散射 而影響襯度，并可減少 樣品污染。 ? 真空系統(tǒng)： 優(yōu)于 104～ 105托 ，最好可達(dá)到 108～ 109托 。 五、電源與控制系統(tǒng) ? 電源與控制系統(tǒng)： 包括： ? 高壓直流電源、透鏡勵(lì)磁電源、偏轉(zhuǎn)器線圈電源、電子槍燈絲加熱電源及真空系統(tǒng)控制電路、真空泵電源、照相驅(qū)動(dòng)裝置及自動(dòng)曝光電路等。 ? 加速電壓和透鏡電流穩(wěn)定度： 衡量電鏡性能好壞的重要標(biāo)淮。 ? 若加速電壓和透鏡激磁電流不穩(wěn)定，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重色差及降低電鏡分辨本領(lǐng)。 ? 另外，許多高件能電鏡上，還裝備有 掃描附件 、 能譜議 、 電子能量損失譜 等儀器。 第二節(jié) 主要部件的結(jié)構(gòu)與工作原理 一、 樣品臺(tái)（ 1） 1. 銅網(wǎng)： TEM樣小又薄 ，常用 Φ3mm銅網(wǎng) （ 200目方孔或圓孔）來(lái)支持、 承載樣品 。 200目方孔載銅網(wǎng) 200目圓孔載銅網(wǎng) 載網(wǎng)支持膜 ? 載網(wǎng)支持膜： ? 大多數(shù) TEM樣品在制樣時(shí)，為確保樣品能搭載在“載網(wǎng)”上，會(huì)在“載網(wǎng)”上覆一層有機(jī)膜，稱為 “支持膜”。 ? 這種具有支持膜的載網(wǎng)，稱為 “載網(wǎng)支持膜”。 ? 當(dāng)粉末樣接觸載網(wǎng)支持膜時(shí)，會(huì)牢固吸附在支持膜上，不至于從載網(wǎng)孔洞處滑落。 碳支持膜 ? 為防止 “載網(wǎng)支持膜”電子束下發(fā)生電荷積累，放電，樣品飄逸、跳動(dòng)、支持膜破裂等。 ? 在支持膜上噴碳，提高其導(dǎo)電性，此經(jīng)過(guò) “噴碳的載網(wǎng)支持膜”， 簡(jiǎn)稱 “碳支持膜” （