【正文】 ；形貌襯度； ? 吸收電子像 表面化學(xué)成份和表面形貌信息 ，分辨率 40nm 2022/9/82022年 6月 7日星期五 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實驗室 66 掃描電鏡的特點 ? 較高的放大倍數(shù)， 2020萬倍之間連續(xù)可調(diào)； ? 很大的景深，視野大，成像富有立體感，可直接觀察各種試樣凹凸不平表面的細微結(jié)構(gòu)； ? 樣制備簡單。 目前的掃描電鏡都配有 X射線能譜儀裝置，這樣可以同時進行顯微組織性貌的觀察和微區(qū)成分分析 2022/9/82022年 6月 7日星期五 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實驗室 67 高分辨 TEM ? 高分辨 TEM是觀察材料微觀結(jié)構(gòu)的方法。不僅可以獲得晶包排列的信息，還可以確定晶胞中原子的位置。 ? 200KV的 TEM點分辨率為 ，1000KV的 TEM點分辨率為 。 ? 可以直接觀察原子象 2022/9/82022年 6月 7日星期五 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實驗室 68 高分辨顯微像 ? 高分辨顯微像的襯度是由合成的透射波與衍射波的相位差所形成的。 ? 入射電子與原子發(fā)生碰撞作用后，會是入射電子波發(fā)生相位的變化。 ? 透射波和衍射波的作用所產(chǎn)生的襯度與晶體中原子的晶體勢有對應(yīng)關(guān)系。 ? 重原子具有較大的勢，像強度弱。 2022/9/82022年 6月 7日星期五 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實驗室 69 高分辨像 ? 晶格條紋像 常用于微晶和析出物的觀察，可以揭示微晶的存在以及形狀，但不能獲得結(jié)構(gòu)信息。但可通過衍射環(huán)的直徑和晶格條紋間距來獲得。 ? 一維結(jié)構(gòu)像 即將觀察像與模擬像對照，就可以獲得像的襯度與原子排列的對應(yīng)關(guān)系； 2022/9/82022年 6月 7日星期五 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實驗室 70 A: 非晶態(tài)合金 B:熱處理后微晶的晶格條紋像 C:微晶的電子衍射 明亮部位為非晶 暗的部位為微晶 2022/9/82022年 6月 7日星期五 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實驗室 71 2022/9/82022年 6月 7日星期五 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實驗室 72 ? 二維晶格像 （單胞尺度的像） 能觀察到單胞的二維晶格像，但不含原子尺度的信息，稱為晶格像。 ? 二維結(jié)構(gòu)像 （原子尺度的像；晶體結(jié)構(gòu)像） 像中含有單胞內(nèi)原子排列的信息 2022/9/82022年 6月 7日星期五 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實驗室 73 2022/9/82022年 6月 7日星期五 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實驗室 74 A: β 氮化硅的結(jié)構(gòu)像 B: α氮化硅的結(jié)構(gòu)像 C,e： β 氮化硅的模擬像和原子排列 D,f ： α氮化硅的結(jié)構(gòu)像模擬像和原子排列 形貌分析應(yīng)用 2022/9/82022年 6月 7日星期五 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實驗室 76 (a) 38% (b) 29% (c) 22% (d) 16% 用不同濃度的前驅(qū)體溶液所制出的薄膜的 SEM形貌 The effects of precursor concentration on the texture of Gd2CuO4 film 2022/9/82022年 6月 7日星期五 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實驗室 77 介孔結(jié)構(gòu)研究 2022/9/82022年 6月 7日星期五 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實驗室 78 高分子納米管 2022/9/82022年 6月 7日星期五 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實驗室 79 無機－有機復(fù)合 2022/9/82022年 6月 7日星期五 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實驗室 80 高分子納米球的合成 2022/9/82022年 6月 7日星期五 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實驗室 81 納米球的微觀結(jié)構(gòu) 2022/9/82022年 6月 7日星期五 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實驗室 82 掃描探針顯微鏡 ? 控制探針在被檢測樣品的表面進行掃描，同時記錄下掃描過程中探針尖端和樣品表面的相互作用，就能得到樣品表面的相關(guān)信息。 ? 利用這種方法得到被測樣品表面信息的分辨率取決于控制掃描的定位精度和探針作用尖端的大?。刺结樀募怃J度）。 2022/9/82022年 6月 7日星期五 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實驗室 83 SPM的特點 ? 原子級高分辨率 ； ? 實空間中表面的三維圖像 ； ? 觀察單個原子層的局部表面結(jié)構(gòu) ? 可在真空、大氣、常溫等不同環(huán)境下工作 ? 可以得到有關(guān)表面結(jié)構(gòu)的信息，例如表面不同層次的態(tài)密度、表面電子阱、電荷密度波、表面勢壘的變化和能隙結(jié)構(gòu)等 2022/9/82022年 6月 7日星期五 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實驗室 84 STM原理 遂穿過程 ? 掃描隧道顯微鏡的基本原理是基于量子的隧道效應(yīng)。 ? 將原子線度的極細針尖和被研究物質(zhì)的表面作為兩個電極，當(dāng)樣品與針尖的距離非常接近時（通常小于 ），在外加電場的作用下，電子會穿過兩 個電極之間的絕緣層流向另一個電極，這種現(xiàn)象稱為隧道效應(yīng)。 ? 隧道電流強度對針尖與樣品表面之間的距離非常敏感，如果距離小于 ，電流將增加一個數(shù)量級。 2022/9/82022年 6月 7日星期五 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實驗室 85 電子結(jié)構(gòu)和 STM像 ? STM通常被認為是測量表面原子結(jié)構(gòu)的工具，具有直接測量原子間距的分辨率。 ? 但必須考慮電子結(jié)構(gòu)的影響，否則容易產(chǎn)生錯誤的信息。 ? 其實，在考慮了遂穿過程以及樣品表面與針尖的電子態(tài)的性質(zhì)后， STM代表的應(yīng)該是表面的局部電子結(jié)構(gòu)和遂穿勢壘的空間變化。 2022/9/82022年 6月 7日星期五 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實驗室 86 STM圖像的解釋 ? STM圖像反映的是樣品表面局域電子結(jié)構(gòu)和隧穿勢壘的空間變化，與表面原子核的位置沒有直接關(guān)系，并不能將觀察到的表面高低起伏簡單地歸納為原子的排布結(jié)構(gòu)； ? 針尖電子態(tài)的影響 STM圖像是針尖電子態(tài)與樣品表面局域電子態(tài)的卷積； 2022/9/82022年 6月 7日星期五 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實驗室 87 原子力顯微鏡 AFM ? 原子力顯微鏡 (AFM)，或者掃描力顯微鏡（ SFM）是 1986年由 Binnig,Quate 和 Gerber發(fā)明的。 ? 跟所有的掃描探針顯微鏡一樣， AFM使用一個極細的探針在樣品表面進行光柵掃描，探針是位于一懸臂的末端頂部，該懸臂可對針尖和樣品間的作用力作出反應(yīng)。 2022/9/82022年 6月 7日星期五 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實驗室 88 原子操縱 2022/9/82022年 6月 7日星期五 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實驗室 89 STM像 2022/9/82022年 6月 7日星期五 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實驗室 90 石墨的 AFM 2022/9/82022年 6月 7日星期五 清華大學(xué)化學(xué)系材料與表面實驗室 91 電遷移過程中的表面擴散 納米材料的表面與界面分析 該部分內(nèi)容在 《 表面與界面分析 》 中講 The END Thanks