顯微分析技術(shù).電子顯微鏡3

1、基本原理及功能 掃描隧道電子顯微鏡的原理不同于傳統(tǒng)意義上的電子顯微鏡它是利用電子在原子間的量子隧穿效應。 將物質(zhì)表面原子的排列狀態(tài)轉(zhuǎn)換為圖像信息的。在量子隧穿效應中，原于間距離與隧穿電流關(guān)系相應。 通過移動著的探針與物質(zhì)表面的相互作用，表面與針尖間的隧穿電流反饋出表面某個原子間電子的躍遷，由此可以確定出物質(zhì)表面的單一原子及它們的排列狀態(tài)。 1基本原理及功能 原子力電子顯微鏡是在掃描隧道電子顯微鏡制造技術(shù)的基礎上發(fā)展起來的。它是利用移動探針與原子間產(chǎn)生的相互作用力，將其在三維空間的分布狀態(tài)轉(zhuǎn)換成圖像信息，從而得到物質(zhì)表面原子及它們的排列狀態(tài) 。 通常，把以掃描隧道和原子力電子顯微鏡為基礎，兼帶上

2、述其他功能顯微鏡的儀器統(tǒng)稱為原子力電子顯微鏡。2掃描隧道和原子力電子顯微鏡一般掃描電子顯微鏡放大倍數(shù)為幾十萬倍透射電子顯微鏡的放大倍數(shù)可達百萬倍以上掃描隧道電子顯微鏡的放大倍數(shù)通常可達幾千萬倍用STM測量高定向熱解石墨 應用舉例 3其它顯微鏡LFM激光力顯微鏡MFM磁力顯微鏡BEEM彈道電子發(fā)射顯微鏡可用于觀察樣品表面的起伏狀態(tài)。由于其探針離表面較遠，而且觀察表面起伏的最小尺寸度約5nm，因此也可用來測量表面窄縫的內(nèi)部特征。 分辨率優(yōu)于25nm，主要用于觀察磁場邊界、磁場強度等，如可用于觀察磁盤存貯的數(shù)據(jù)等 是由STM派生出來，用于研究薄居下界面性質(zhì)并具有納米空間分辨率的一種顯微鏡。通過BEE

3、M圖可以觀察到界面結(jié)構(gòu)以及由于界面結(jié)構(gòu)的缺陷和界面雙方元素的互擴散或化學作用形成的電子態(tài)不均勻性狀態(tài)。 4各種電鏡的比較 分辨 工作環(huán)境 對試樣影響 檢測深度 評價TEMSEMSTMAFMdd無0.2nmdddd低610nm0.01nm0.1nm高真空高真空大氣,液體,真空中等小無損小于0.2m1m12原子層歷史最久應用最廣可觀察原子整體形貌STM的改進與發(fā)展5電鏡在高分子材料科學研究中的應用 近些年來，電鏡的分辨率已達到0.1nm，電鏡能夠直接觀察分子和一些原子。 但一般來說，對于高分子試樣，只能達到l-1.5nm，只有少數(shù)高分于試樣能夠得到高分辨率像。這是由高分子材料的特點決定的，在高真空中，電子射線轟擊高分子試樣，使高分子受到電子損傷，降解、污染。因而降低了分辨率：盡管如此，電鏡仍然是研究高分子材料的重要儀器。6A.結(jié)晶性高分子(1)單晶的形成與結(jié)構(gòu)(2)球晶透射電鏡PE單晶PEO球晶PE球晶7(3)串晶(4)伸直鏈結(jié)晶PE串晶PE伸直鏈片晶8（5）結(jié)晶的形