透射電鏡基礎(chǔ)理論必備知識

1、透射電鏡基本知識總結(jié)1、透射電鏡基本構(gòu)造：照明系統(tǒng)：電子槍和會聚鏡（雙聚光鏡系統(tǒng)）成像系統(tǒng)：物鏡、中間鏡、投影鏡記錄系統(tǒng)：底片照相系統(tǒng)、圖像觀察增強(qiáng)器、CCD記錄系統(tǒng)2、兩種操作模式及其原理：成像模式：中間鏡的物平而與物鏡的像平而重合，獲得正空間信息，最終獲得顯微像。衍射模式：中間鏡的物平面與物鏡的焦平而重合，獲得倒空間的信息，最終獲得衍射譜。利用電鏡中的物鏡光欄，僅選取透射束成像，成為明場像（Bright-fieldimage）,若僅選取衍射束成像，形成暗場像（Dark-fieldimage）。3、兩種基本樣品制備方法：離子剪薄和雙噴。雙噴樣品有可能污染極靴。4、加速電壓：給燈絲發(fā)出的電子以

2、電壓，使得電子獲得足夠的速度以穿透樣品。5、電子槍：發(fā)射電子的電極?，F(xiàn)在主要有熱發(fā)射（發(fā)卡W燈絲和LaB6燈絲）和場發(fā)射（冷場發(fā)射，熱場發(fā)射schottky）o6、光闌：選擇性通過電子。7、像散：由于磁透鏡在兩個相互垂肖的方向上聚焦能力不同，當(dāng)這個較強(qiáng)的方向聚焦時，與之垂氏的方向尚未聚焦；而當(dāng)較弱的方向開始聚焦時較強(qiáng)方向散焦，因而在任何一個像而上的像都不是一點而是小散焦斑。如下圖。（垂直方向）兩個互相垂直的不同線焦點和p;8、球差：透鏡對離軸遠(yuǎn)的電子比離軸近的電子有更強(qiáng)的會聚能力，因而在高斯面上，一個屋的的相不再是一個點而是一個圓盤。如下圖。（半徑大小）。9、色差：色差產(chǎn)生的根源是成象電子的能

3、量分散，而磁透鏡對不同能量的電子的聚焦能力不同，因而在高斯像平面上，一個物點的像變成了一個圓斑。電子槍能量分散的原因：加速電壓波動，電子束與物質(zhì)的相互作用（非彈性散射）（電壓不穩(wěn)定、電子束相互作用、真空度不夠）10、選區(qū)電子衍射：進(jìn)行電子衍射分析時，往往對樣品的某一微小區(qū)域的單晶電子衍射感興趣。通過選區(qū)，可以H接獲得該微區(qū)的倒易點陣截面。11、選區(qū)電子衍射的操作步驟：調(diào)整中間鏡電流使選區(qū)光闌邊緣的像在熒光屏上非常清晰，這就使中間鏡的物面與選區(qū)光闌的平而像重；調(diào)整物鏡電流試樣在熒光屏上呈現(xiàn)清晰像，這就使物鏡的像平面與選區(qū)光闌及中間鏡的物而相重；抽出物鏡光闌，減弱中間鏡（用丁衍射的）電流，使其物面

4、與物鏡后焦面相重，在熒光屏上獲得衍射譜的放大像；在現(xiàn)代電鏡中，只要轉(zhuǎn)換倒衍射模式，并調(diào)節(jié)衍射鏡電流使中心斑調(diào)整到最小最圓；減弱聚光鏡電流以降低入射束孔徑角，得到盡可能趨近丁平行的電子束，使衍射斑盡量明銳。12、13、12、13、電鏡的分辨本領(lǐng)、分辨率：是指電鏡系統(tǒng)能識別物中兩個相鄰點的能力;所能識別的兩個相鄰點之間的最小距稱之為分辨率。焦深：設(shè)物鏡聚焦?。ǎc，丁-0點前、后的A、B之間的物也能清楚成像，則D0=AB稱為焦深。14、14、景深：設(shè)像面調(diào)焦丁7點，丁7點前、后的A、B之間面內(nèi)的像均清楚,則d=ab稱為景深。15、15、襯度：樣品的下表而出射波的強(qiáng)度分布，即像的襯度。（明場像，暗場

5、像）。襯度有質(zhì)厚襯度（與原子有關(guān)），相位襯度（透射束，衍射束相互干涉）,Z襯度和衍射襯度。16、衍襯像的類型:僅讓透射束通過光闌所成之像為明場像；僅讓衍射束通過所成之像為暗場像。為了消除像差影響，移動用丁成像的衍射束使之與光軸平行，這樣的喑場像乂稱之為中心暗場像。明場像和暗場像的關(guān)系襯度上互補(bǔ)，若入射束的能量為I。，在雙束近似條件下，除透射束外，還有一衍射束，若透射束的能量為J衍射束的能量為Id,貝惰：Io=或It=Io-Ido17、質(zhì)厚襯度：是由丁試樣各處組成物質(zhì)的原子種類不同和厚度不同造成的襯度。（試樣的厚度差異引起的電子束透射程度不同，從而形成的襯度）18、相位襯度：當(dāng)透射束河至少一束衍

6、射束同時通過物鏡光闌參與成像時，由丁透射束與衍射束相互干涉，形成一種反應(yīng)晶體點陣周期性的條紋想和結(jié)構(gòu)像。這種像的形成是透射束和衍射束相位相干的結(jié)果，故稱為相位襯度。19、衍射襯度：由于各處晶體取向不同或晶體結(jié)構(gòu)不同，滿足布拉格條件的程度不同，使得對應(yīng)試樣下表面處有不同的衍射效果，從而在下表而形成一個隨位置而異的衍射振幅分析，這樣形成的襯度為衍射襯度。20、相機(jī)長度：LX=rd,r是衍射斑到透射斑的距離，入為波長，L入為相機(jī)常數(shù)。L為相機(jī)長度。L二f（0）地比21、樣品臺傾轉(zhuǎn)角：22、消光條紋：消光條紋是正空間信息，而系統(tǒng)消光、結(jié)構(gòu)消光為倒空間信息。消光距離的定義：當(dāng)晶體的厚度t變化一個時透射波

7、k。和衍射波k的強(qiáng)度從一個極小（大）變化到另一個極?。ù螅闯霈F(xiàn)消光，故稱作衍襯干涉條紋的消光距離。消光距離及其物理意義：當(dāng)散射波任晶體中第一次達(dá)到振幅最大時所應(yīng)經(jīng)過的距離，這個距離的兩倍，也就是散射波在運行過程中兩次強(qiáng)度為零時所對應(yīng)的距離。這就是消光距離。消光距離計算公式：nVcosOKM二一迅3(b)nd=亠魚為了使試驗較好的滿足運動學(xué)條件，耍求試樣厚度遠(yuǎn)小丁一個消光距離，這意味著對一般金屬而言，只能是兒nmo這當(dāng)然是困難的，由此也看出了運動學(xué)理論的周限性。等厚條紋：隨試樣厚度均勻變化而出現(xiàn)的條紋。楔形晶體邊沿不同厚度處，對應(yīng)著不同的強(qiáng)度，從而在試樣下表而顯示出明暗相間周期變化強(qiáng)度分布，

8、記錄在底片上稱為等厚條紋。等傾條紋：試樣局部取向均勻變化引起的，即彎曲消光輪廓。從金屈薄膜剪切試樣時,刀口處易受彎曲，以至周部區(qū)域發(fā)生了取向的連續(xù)變化，成暗場相時，這些部位就會得到在強(qiáng)的中心賠紋兩側(cè)連續(xù)分布著若干次強(qiáng)暗紋的特征純度，稱為彎曲消光輪廓或等傾條紋。在衍襯工作中，為使試驗條件盡可能接近運動學(xué)條件，試樣薄一些為好，以減少動力學(xué)相干作用。同時在保證必要亮度前提下，使試樣取向偏離布拉格衍射位置。（電子顯微鏡圖像分析原理與運用87-98）23、勞埃帶厄瓦球與倒易面相切，在衍射譜上得到相應(yīng)的勞厄斑點。厄瓦球出和零層倒易面相截外，還可能和非零層倒易面相截，相應(yīng)的在衍射譜上得到零階勞厄區(qū)斑點外，還

9、可能得到正或負(fù)的高階勞厄斑點。入射束正不正影響勞厄帶的階數(shù)，與衍射花樣高低指數(shù)而關(guān)系不大。高階勞埃帶的概念零階勞埃區(qū)、高階勞埃區(qū)：零層倒易而與反射球相截所得到的衍射譜叫零階勞埃區(qū)（帶）；非零層倒易面（不過原點）與反射球相截所得到的衍射譜叫高階勞埃帶（區(qū)）。這種現(xiàn)象通常出現(xiàn)作大晶胞參數(shù)的晶體衍射中。高階勞埃帶的形成本質(zhì)：反映了反射球的山I率的影響，不過原點的倒易面上的陣點形成的反射。高階勞埃帶滿足廣義晶帶軸定律：hU+kV+lV=N高階勞埃帶的特征:禾対稱的勞疑帶導(dǎo)致高階勞埃帶形成的主要因素電子波長一勞埃球半徑刁樣品厚度一倒易桿拉長刁晶格常數(shù)一沿電子束方向的倒易周期刁樣品取向的影響高階高埃帶的意

10、義：給出了晶體結(jié)構(gòu)第三維（沿電子束方向）的信息估計倒易面的間距一通過高階勞埃帶的直徑估計樣品的厚度一通過高階勞埃帶的寬度估計入射電子束的偏離角度一通過透射斑與勞埃帶中心的偏離菊池電子衍射也包含了高階勞埃衍射的信息會聚束電子衍射技術(shù)的發(fā)展，使高階勞埃電子衍射對晶體的結(jié)構(gòu)和取向關(guān)系分析變得更加重要高階勞埃帶分拆0Ki*lawe的半徑-（2A&=L沁淞s畑帯的K=Z匹rtmv對-Tlooij向.有（F為樣品殊度）（巧叩為電子束方向上的點陣周期）（芒為晶格常數(shù)（卩2）C與&厲“”盧KW與反#除練產(chǎn)生東嚴(yán)!T精確的先系?$卩）=NA2NAIJ忌壬砂區(qū)-列24、雙束成像：如果讓透射束和某一衍射束通過光闌成像為一維晶格條紋像,這便是雙束成像。衍射晶面族的信息