北航材料分析測試技術(shù)電子顯微鏡(參考版)
2025-01-01 02:54本頁面
【正文】 這種方法的優(yōu)點是不需要知道儀器的放大倍率，因為事先已知道該樣品的晶面間距精確值，例如圖 （ 220）晶面間距就是 nm。圖 是一個線分辨率的例子。點分辨率測定通常為：在碳支撐膜上均勻蒸發(fā)鉑、鉑 依或鉑 鈀等金屬或合金細(xì)小顆粒，粒子粒度約 ～ 1 nm，間距 ～ 1 nm。因此，透鏡的分辨本領(lǐng)應(yīng)綜合考慮孔徑半角對球差和衍射誤差的影響。 圖 小孔徑角成像 理論分辨本領(lǐng)極限 孔徑半角 α 與光闌直徑 D、透鏡焦距 ?之間的近似關(guān)系： α ≈ D/2? 孔徑光闌直徑越小，孔徑半角 α 越小，那么球差將大大下降。由于在像差中，像散可由消像散器加以足夠的補償，照明電子束波長和透鏡電流的波動所引起的色差已由供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性所解決， 但電磁透鏡中的球差至今無法通過某種方法得到有效的補償，以致球差便成為限制電磁透鏡分辨本領(lǐng)的主要因素。電子束的波長比可見光的波長約小五個數(shù)量級，如果能使電磁透鏡像差（特別是球差）遠(yuǎn)小于衍射誤差，那么電磁透鏡的極限分辨本領(lǐng)也能達到照明電子束的半波長約 nm。 理論分辨本領(lǐng)極限 分辨本領(lǐng)是透鏡最重要的性能指標(biāo)，它是由像差和衍射誤差的綜合影響所決定的。 供電系統(tǒng)主要提供穩(wěn)定的加速電壓和電磁透鏡電流。電子顯微鏡中通常使用慢掃描電荷耦合器件（ CCD： chargecoupled device）攝像機，其結(jié)構(gòu)示于圖。對觀察到的圖像和衍射花樣需要記錄時，將熒光屏豎起后，它們就被記錄在熒光屏下方的照相底片上。投影鏡給出的最終像顯示在熒光屏上，通過觀察窗，我們能觀察到熒光屏上呈現(xiàn)的電子顯微像和電子衍射花樣。操作者通過鏡筒上的窗口可觀察到熒光屏上的電子圖像。 改變中間鏡電流還可得到電子衍射圖像。變化中間鏡電流，可獲得不同的放大倍數(shù)。 物鏡下部裝消像散器，用以消除像散，提高電鏡分辨率。改變物鏡電流的過程就是聚焦過程。通過成像系統(tǒng)透鏡的不同組合可使透射電子顯微鏡從50倍左右的低倍到一百萬倍以上的高倍的放大倍率內(nèi)變化。物鏡是成像系統(tǒng)的第一級透鏡，它的分辨本領(lǐng)決定了透射電子顯微鏡的分辨率。 多功能樣品室 圖 樣品臺及其雙傾旋轉(zhuǎn)方向 圖 加熱和冷卻側(cè)插式樣品架外觀 透射電子顯微鏡 —— 鏡筒 ? 成像系統(tǒng) 物鏡、中間鏡和投影鏡構(gòu)成三級成像系統(tǒng)。樣品臺及其雙傾旋轉(zhuǎn)方向示意如圖 。 典型的磁透鏡剖面圖 照明系統(tǒng) 構(gòu)造及其特性 ? 多功能樣品室 多功能樣品室的主要作用是通過樣品室承載樣品臺，并能使樣品平移，以選擇感興趣的樣品視域，再借助雙傾樣品臺可使樣品位于所需的晶體學(xué)位向進行觀察。 場致發(fā)射電子槍結(jié)構(gòu)原理圖 照明系統(tǒng) 二、聚光鏡 人們把靜電場做成的透鏡稱為“靜電透鏡”（如電子槍中三極靜電透鏡），用電磁場做成的透鏡稱為“電磁透鏡”。 LaB6電子槍的結(jié)構(gòu)原理圖 照明系統(tǒng) 目前亮度最高的電子槍是場發(fā)射電子槍（ FEG：field emission gun），其結(jié)構(gòu)原理如圖 。 為了提高照明亮度，隨后發(fā)明了電子逸出功小的六硼化鑭（ LaB6）作陰極。電子槍可分為 熱電子發(fā)射型和 場發(fā)射型 兩種類型。范圍內(nèi)傾斜。為滿足中心暗場成像的需要，照明電子束可在 2176。 iD PiDiD2id
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