【正文】 而是抵抗勢壘繼續(xù) 向前運動，它的波函數(shù)是按指數(shù)下降的。電子能穿過比它全部能量還高的勢壘的現(xiàn) 象稱為隧道效應。 ? 陰極： 電子照明源的發(fā)射體； ? 抽取電極： 所施加的強電場作用下引致電子發(fā)射； ? 加速電極： 對場致發(fā)射電子起加速作用。 傳統(tǒng)的場致發(fā)射電子槍示意圖 ? 理論分析表明： 若施加陰極的電場強度為 E0，則使表面位壘的下降值△ W 可用下式來表示： ? 式中： △ W－表面勢壘下降值，單位為 Nm2。可見： （ 1） E0是同 Ф平方值成正比。因此，陰極材料電子逸出功愈小愈好； （ 2） 大多數(shù)陰極材料： Ф≈ 2eV～ 5eV 間， 可估算： E0＝ 109 ～ 1010V/m 數(shù)量級。 ③ 場致發(fā)射電子槍 ? 如此尖陰極在強電場下會吸附周圍氣體分子，并發(fā)生放電，造成發(fā)射電子束流不穩(wěn)－－ 閃爍噪音 。 ③ 場致發(fā)射電子槍 ? 超高真空要求： ? 為減小閃爍噪音，要求場發(fā)射電子槍在超高真空（ 108Pa）的條件下工作。因此，如何改善場發(fā)射電子槍發(fā)射電子束流的穩(wěn)定性，減小其閃爍噪音，一直是人們的努力目標。 ③ 場致發(fā)射電子槍 ③ 場致發(fā)射電子槍 ? 場致發(fā)射電子槍： 有三種 ? ① （ 310）鎢單晶作冷陰極（工作溫度為室溫， 冷場 ） ； ? ② （ 100）鎢單晶作熱陰極（工作溫度為 1800K， 熱場 ），但電子槍的閃爍噪音都很大。 ? 優(yōu)點： 在 1800K 下電子發(fā)射穩(wěn)定，閃爍噪音小，要求場強低，可在低真空度下工作。 ? 電子槍結構的改進 ? 為減小閃爍噪音對虛光源位置的影響，近年來發(fā)展了一種圓錐陽極型場致發(fā)射電子槍。 ? 優(yōu)點： 在低加速電壓下，因閃爍噪聲使抽取及加速電極電壓的波動，對虛光源不對中和散焦程度影響都很小。 ? 采用全數(shù)字處理系統(tǒng) ? 為提高電子束流穩(wěn)定性，近年來在電子光學的控制系統(tǒng)中發(fā)展了一種 可自動補償?shù)娜珨?shù)字處理系統(tǒng) 。因此，即使冷陰極的場致發(fā)射電子槍，其閃爍噪聲可以從原來的 4%～ 6%降低到小于 1% （在長達 80min 的工作時間內）。m) 50 10 發(fā)射溫度 (K) 2800 1800 1800 300 能量發(fā)散度 (eV) 束流 (181。cm2 照明系統(tǒng)雙聚光鏡光路系統(tǒng) ? 聚光鏡： 就是對電子束進一步 聚焦 。 ? 雙聚光鏡系統(tǒng)： 組成 ? 第一聚光鏡 及 光闌（固定） ? 第二聚光鏡 及 光闌（可變）如圖。 ? 此時， 物距（ L1） 不變、可改變 焦距（ f1） 和 像距（ L2） 來滿足成像條件。 CL1 CL2 照明系統(tǒng)雙聚光鏡光路系統(tǒng) )1,2( 1 ??? MfLf?? 第二聚光鏡： ? 弱激磁、會聚透鏡，長焦距。（ L1＞ 2f1） ? 放大： 當束斑一次像位于第二聚光鏡的略小于兩倍焦距 （ L1＜ 2f1） 位置上，可得放大二次束斑像（約 2倍）。 CL1 CL2 照明系統(tǒng)雙聚光鏡光路系統(tǒng) ? 放大倍數(shù)愈大，要求照射區(qū)域愈小。 2. 聚光鏡（ 5） ② 可減少電子束發(fā)散度，獲得 小孔徑角、相干性好、盡可能平行的電子束， 以獲得高質量電子衍射花樣。 ? 照明系統(tǒng)： ? 還裝有電子束傾斜裝置。 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個或 2個）組成。 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。 故必須盡可能降低其球差（像差）。 ? 如： 極靴內孔 和 上下極靴間距 ↓ → 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、并方便進行 暗場、衍襯成像操作。 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。 ? ① 當 M 1時，放大圖像作用； ? ② 當 M 1時，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?。┫瘢ㄑ苌浒唿c） 進一步放大 ，并投影到熒光屏上。 ? 投影鏡： 和物鏡一樣， 短焦距 、強激磁 透鏡。 ? 高性能透射電鏡： 用 5級放大 ， ? 第一中間鏡 和 第二中間鏡， ? 第一投影鏡 和 第二投影鏡。這就是 成像操作 。 ? 當某晶面位向滿足衍射定律，則在與入射束成 2θ角上產生衍射束。 ? 不同方向電子束，形成不同斑點，在物鏡背焦面形成 衍射斑點花樣。 因 L2 不變，只要改變激磁電流，使 f 變化，則 L1 也變化。 1. 熒光屏： 常用暗室下 人眼較敏感 、 發(fā)綠光的熒光物質 來涂制熒光屏。 三、觀察記錄系統(tǒng) （ 2） ? 2. 照相機構 ? 在熒光屏下，放置照相暗盒，可自動換片。 ? 因 透射電鏡焦長很大 ，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。 ? 電子與乳膠作用比光子強，曝光時間很短，只需幾秒鐘。 新型電鏡： 用 電磁快門 ，與熒光屏動作密切配合，動作迅速，曝光均勻。 ? 并配上電子線路，還可實現(xiàn) 拍片自動記數(shù)。 ? 真空系統(tǒng)： 包括 機械泵 加 擴散泵 （或分子泵）、換向 閥門 、真空測量儀表 及 真空管道 。 ? 真空系統(tǒng)： 優(yōu)于 104～ 105托 ，最好可達到 108～ 109托 。 ? 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淮。 ? 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。 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，為確保樣品能搭載在“載網(wǎng)”上，會在“載網(wǎng)”上覆一層有機膜，稱為 “支持膜”。 ? 當粉末樣接觸載網(wǎng)支持膜時，會牢固吸附在支持膜上，不至于從載網(wǎng)孔洞處滑落。 ? 在支持膜上噴碳，提高其導電性，此經過 “噴碳的載網(wǎng)支持膜”， 簡稱 “碳支持膜” （膜厚 710nm）。 ? 在制作支持膜時，特意在膜上制作微孔，故也叫 “微柵支持膜”。 ? 目的： 為能使樣品搭載在支持膜微孔的邊緣，以便進行“無膜”觀察，也可提高圖像襯度。 ? 特別對 高分辨像觀察 ，更佳。 ? 是在微柵的基礎上，疊加了一層很薄的碳膜（ 35nm）。針對分散性很好的納米材料。 超薄碳膜上納米材料的高分辨像 一、 樣品臺（ 2） 2. 樣品臺的要求： ① 夾持牢固： 使樣品銅網(wǎng)牢固夾持在樣品座中，并 保持良好的熱、電接觸， 減小因電子照射引起熱或電荷堆積而產生 樣品損傷 或 圖像漂移 。 1mm， 以確保樣品大部分區(qū)域都能觀察，且移動機構 要有足夠精度。 側插式樣品傾斜裝置（ 1）