前言電子顯微鏡課件

材料電子顯微學ElectronMicroscopyinMaterials1本課程適用于材料科學、物理學、化學工程、機械工程等學科的本科生。本課程講述電子顯微鏡及其在材料科學中的應用，主要包括電子顯微學的主要原理，電子衍射結構分析，電子衍襯圖象解釋，以及電子顯微分析技術的最新進展。課程簡介2基本要求通過本課程的學習，初步掌握分析電子顯微學的主要原理，電子衍射結構分析，電子衍襯圖象解釋，了解電子顯微分析技術的最新進展，能夠正確地運用電子顯微學基本原理開展有關材料微結構與性能關系的研究。3參考書目電子顯微圖像分析原理與應用,黃孝瑛等,宇航出版社，1987年。薄晶體電子顯微學,赫什等著,劉安生等譯,吳自勤等校,科學出版社,1992年。透射電子顯微學進展，葉恒強，王元明主編，科學出版社，2003年金屬電子顯微分析，陳世樸，王永瑞，機械工業(yè)出版社，1985年電子衍射物理教程王蓉著冶金工業(yè)出版社（2002）4學習內容前言-電鏡的發(fā)展歷史簡介電子光學基礎與電子透鏡電子顯微鏡的主要結構與成像試樣制備衍射花樣分析電鏡顯微圖像解釋X射線顯微分析和俄歇能譜分析5

前言6肉眼7

荷蘭的眼鏡商詹森（ZacchariasJanssen）Janssen和他的顯微鏡——世界上最早的一臺顯微鏡顯微鏡的發(fā)展歷史

——16世紀8復合式顯微鏡9MarcelloMalpighi通過顯微鏡為血液循環(huán)理論提供了證據

RobertHook改進了顯微鏡，并發(fā)現了細胞

顯微鏡的發(fā)展歷史

——17世紀RobertHooke和他的顯微鏡10Hooke觀察到到的軟軟木片片的細細胞結結構Hooke顯微鏡鏡下的跳跳蚤11荷蘭人人安東東尼·馮·列文虎虎克（AnthonyVonLeeuwenhoek)列文虎虎克的的顯微微鏡顯微鏡鏡的發(fā)發(fā)展歷歷史——17世紀12現代的的光學顯顯微鏡鏡顯微鏡鏡的發(fā)發(fā)展歷歷史——18~19世紀13光學顯顯微鏡鏡的缺缺陷在光學學顯微微鏡的的完善善和發(fā)發(fā)展過過程中中，人人們發(fā)發(fā)現：：不管管如何何完善善光學學顯微微鏡的的透鏡鏡和結結構，，其放放大倍倍數和和分辨辨率總總是被被限定定在1000多倍和和幾百百納米米的水水平，，不可可能再再有新新的1415光學顯顯微鏡鏡的分分辨本本領透鏡的的分辨辨本領領δ=λ/2光學顯顯微鏡鏡δ=Δr0=0.61λ/nsina16透鏡能分分辨的兩兩點間的的最小距距離，即即分辨本本領主要要取決于于照明波波長。半半波長是是光學玻玻璃透鏡鏡分辨本本領的理理論極限限。要提高顯顯微鏡的的分辨本本領，關關鍵是要要有短波波長的照照明源。。必須尋找找一種波波長短，，且能使使之聚焦焦成像的的新型的的照明源源，才有有可能突突破光學學顯微鏡鏡分辨本本領和放放大倍數數的理論論極限。。17顯微鏡的的發(fā)展歷歷史——20世紀兩個發(fā)現現法國科學學家德.布羅意（（DeBroglie）50kv加速電壓壓下，電電子的波波長大約約為0.05?18顯微鏡的的發(fā)展歷歷史——20世紀兩個發(fā)現現德國科學學家加博博爾和布布施短焦距、、有會聚聚能力的的線圈對對電子能能起透鏡鏡的作用用，就如如同普通通的可見見光通過過光學透透鏡被折折射聚焦焦一樣。19顯微鏡的的發(fā)展歷歷史——20世紀魯斯卡（（Ruska）的早期期工作第一件工工作：系系統(tǒng)的研研究單個個磁場（（磁透鏡鏡）的光光學行為為。第二件工工作：一一個磁透透鏡形成成的電子子像有沒沒有可能能被第二二個磁透透鏡再進進一步的的放大。。20顯微鏡的的發(fā)展歷歷史——20世紀魯斯卡（（Ruska）的早期期工作1933年，魯斯斯卡（Ruska）和克諾諾爾（Knoll）共同設設計成功功了一臺臺電子光光學裝置置。1933年底，建建成了一一臺真正正的電子子顯微鏡鏡。21其他人的的工作顯微鏡的的發(fā)展歷歷史——20世紀1933年底，Marton(馬頓)1935年，Drest(德里斯特特)和Mueller(米勒)1935年，Knoll（克諾爾爾）22第一臺實實用電子子顯微鏡鏡1938年，魯斯斯卡（Ruska）成功研研制出了了世界上上第一臺臺真正實實用的透透射電子子顯微鏡鏡。分辨辨本領可可達100?，比光學學顯微鏡鏡提高了了20倍。顯微鏡的的發(fā)展歷歷史——20世紀231939年，德國國Siemens-Halske(西門子-哈爾斯科科)公司以這這臺電子子顯微鏡鏡為樣機機生產了了世界上上第一批批（約40臺）商品品電子顯顯微鏡。。并在戰(zhàn)戰(zhàn)后運到到了其他他國家。。人類從光光學顯微微鏡的時時代進入入了電子子顯微鏡鏡的時代代。顯微鏡的的發(fā)展歷歷史——20世紀241952年，英國國工程師師CharlesOatley制造出了了第一臺臺掃描電電子顯微微鏡（SEM）。顯微鏡的的發(fā)展歷歷史——20世紀251983年，IBM公司蘇黎黎世實驗驗室的兩兩位科學學家GerdBinnig（賓尼希希）和HeinrichRohrer（羅雷爾爾）發(fā)明明了掃描描隧道顯顯微鏡（（STM）。顯微鏡的的發(fā)展歷歷史——20世紀掃描隧道道顯微鏡鏡下的由單個原原子構成成的“IBM””字樣掃描隧道道顯微鏡鏡下的由單單個原子子排成的的環(huán)26ErnstRuska，GerdBinnig和HeinrichRohrer（從左至至右）分分別因為為發(fā)明電電子顯微微鏡和掃掃描隧道道顯微鏡鏡而分享享1986年的諾貝爾物物理學獎。顯微鏡的發(fā)展展歷史——20世紀27第一個階段：：30年代到50年代第二個階段：：50年代到60年代第三個階段：：60年代到70年代第四個階段：：70年代至今電子顯微鏡發(fā)發(fā)展的四個階階段28掃描電子顯微微鏡（SEM）掃描隧道顯微微鏡（STM）超高壓透射電電鏡（TEM）29材料微觀結構構的研究材料成分和結結構分析半導體中的應應用地質學中的應應用考古