透射電子顯微鏡

1、材料分析方法試驗(yàn)報(bào)告 透射電子顯微鏡介紹分析 姓名：楊勇 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 日期：2017.11.18一、試驗(yàn)?zāi)康?.了解透射電子顯微鏡的結(jié)構(gòu)與成像原理；2.了解透射電子顯微鏡的主要功能。二、儀器介紹：1.透射電子顯微鏡簡(jiǎn)介 透射電子顯微鏡是一種具有高分辨率，高放大倍數(shù)的電子光學(xué)儀器，被廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)等研究領(lǐng)域。透射電子顯微鏡的主要特點(diǎn)是可以進(jìn)行組織形貌與晶體結(jié)構(gòu)同位分析、晶體缺陷分析和晶體結(jié)構(gòu)測(cè)定。透射電子顯微鏡按加速電壓分類，通?？煞譃槌Ｒ?guī)電鏡、高壓電鏡和超高壓電鏡。提高加速電壓，可縮短入射電子的波長(zhǎng)，一方面有利于提高電鏡的分辨率；同時(shí)又可以提高對(duì)試樣的穿透能力。 圖1.透射電子顯微鏡

2、圖2.成像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2.透射電子顯微鏡結(jié)構(gòu)透射電子顯微鏡由電子光學(xué)系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、電源與控制系統(tǒng)三部分組成，電子光學(xué)系統(tǒng)通常稱為鏡筒，是投射電子顯微鏡的核心部分。電子光學(xué)系統(tǒng)由照明系統(tǒng)、成像系統(tǒng)和觀察記錄系統(tǒng)組成。（1）照明系統(tǒng)由電子槍、聚光鏡和相應(yīng)的平移對(duì)中、傾斜調(diào)節(jié)裝置組成。 電子槍是投射電子顯微鏡的電子源。常用的是熱陰極三極電子槍，而在高性能分析性透射電鏡中多采用場(chǎng)發(fā)射電子槍，它分為冷陰極FEG和熱陰極FEG，冷陰極在室溫下使用，而熱陰極加熱到比熱發(fā)射低的溫度使用。 聚光鏡用來(lái)會(huì)聚電子槍射出的電子束，以最小的損失照明樣品，調(diào)節(jié)照明強(qiáng)度、孔徑角和束斑大小，一般采用雙聚光系統(tǒng)。（2） 成像系統(tǒng)

3、主要由物鏡、中間鏡和投影鏡組成。 物鏡是用來(lái)形成第一幅高分辨率電子顯微圖像或電子衍射花樣的透鏡。透射電子顯微鏡分辨率的高低主要取決于物鏡。物鏡的分辨率主要取決于極靴的形狀和加工精度。為了減小物鏡的球差，往往在物鏡的后焦面上安放一個(gè)物鏡光闌。 中間鏡是一個(gè)弱勵(lì)磁的長(zhǎng)焦距變倍率透鏡，可在020倍范圍調(diào)節(jié)。放大倍數(shù)大于1時(shí)，用來(lái)進(jìn)一步放大物鏡像；放大倍數(shù)小于1時(shí)，用來(lái)縮小物鏡像。 投影鏡的作用是把經(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，是一個(gè)短焦距的強(qiáng)磁透鏡，其景深和焦長(zhǎng)都非常大。* 在電鏡的操作過(guò)程中，主要是利用中間鏡的可變倍率來(lái)控制電鏡的總放大倍數(shù)。* 成像操作

4、：中間鏡的物平面與物鏡的像平面重合，則在熒光屏上得到一幅放大像。* 衍射操作：中間鏡的物平面與物鏡的背焦面重合，則在熒光屏上得到一副電子衍射花樣。圖3.成像系統(tǒng)光路 圖4.觀察記錄系統(tǒng) 左邊：電子顯微圖像 右邊：電子衍射（3） 觀察記錄系統(tǒng)包括熒光屏和照相機(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側(cè)垂直豎起，電子束即可使照相底片曝光。通常采用在暗室操作情況下人眼較敏感的、發(fā)綠光的熒光物質(zhì)來(lái)涂制熒光屏，這樣有利于高放大倍數(shù)、低亮度圖像的聚焦和觀察。電子顯微鏡工作時(shí)，整個(gè)電子通道都必須置于真空系統(tǒng)內(nèi)。3.光闌介紹 投射電子顯微鏡中有三種主要活動(dòng)光闌：聚光鏡光闌、物鏡

5、光闌和選區(qū)光闌。 聚光鏡光闌的作用是限制照明孔徑角，通常安裝在第二聚光鏡的下方。 物鏡光闌又稱為襯度光闌，通常安裝在物鏡的后焦面上。加入物鏡光闌使物鏡孔徑角減小，能減小相差，得到質(zhì)量較高的顯微圖像。物鏡光闌的另一個(gè)作用是在后焦面上套取衍射束的斑點(diǎn)成像，即所謂的暗場(chǎng)成像。利用明暗場(chǎng)顯微圖像的對(duì)照分析，可以方便的進(jìn)行物相鑒定和缺陷分析。 選區(qū)光闌又稱為場(chǎng)限光闌或視場(chǎng)光闌。一般放在物鏡的像平面位置。為了分析樣品上的一個(gè)微小區(qū)域，應(yīng)該在樣品上放一個(gè)光闌，使電子束只能通過(guò)光闌孔限定的微區(qū)，對(duì)微區(qū)進(jìn)行的衍射分析叫做選區(qū)衍射。3、 實(shí)驗(yàn)感想與體會(huì) 通過(guò)此次實(shí)驗(yàn)，我對(duì)于認(rèn)知物體的微觀結(jié)構(gòu)又多了一項(xiàng)本領(lǐng)-透射電子顯微分析。透射電子顯微分析作為一種能夠組織