催化實驗方法電子顯微鏡技術(shù)課件

第五章

電子顯微技術(shù)1.概述A.

背散射電子及其信息入射電子在樣品表面受到散射向著反方向運動電子原子序數(shù)Z越大,背散射電子強度越大

樣品表面組成.背散射電子樣品表面形貌信息

電子信息:II=IB+IA+IT+IS1B.吸收電子信息若樣品厚度相當(dāng)大時,透射電子電流IT=0設(shè)二次電子電流為常數(shù)IS=C吸收電流IA=(II-C)–IB吸收電子電流與背散射電子電流是互補關(guān)系.但吸收電流大小還受:二次電子,背散射電子的二次吸收和電荷積累的影響電子波長根據(jù)德布羅依關(guān)系式:設(shè)初速為0的電子,受到電位差為V的電埸加速2根據(jù)能量守恒原理,電子獲得動能為:若加速電壓較高(幾百伏以上)應(yīng)作相對論修正:襯度:電子象的形成取決于入射電子束與物質(zhì)(試樣)的相互作,電子強度發(fā)生了變化.在熒光屏上的強度也是不均勻的,這種強度不均勻分布現(xiàn)象稱為襯度.形成電子象被稱為襯度象.電子光學(xué)折射定律4根據(jù)電磁學(xué)原理,電子在靜電場中受到洛倫茲力為:若電子不沿著電場方向運動,電子發(fā)生折射,在界面處電子運動速度將由變?yōu)橐蛟谄叫杏诮缑娣较驔]有電場作用則:2.透射電鏡(TEM)及其應(yīng)用(TransmissionElectronmicroscopy)透射電鏡中,電子的加速電壓很高.采用的試樣很薄.而且所接受的是透過的電子信號主要是電子的散射,衍射,干涉等作用.它的成像操作有:亮場像,暗場像和選區(qū)電子衍射.No.1散射(質(zhì)量-厚度)襯度圖像分析圖象上相鄰點的反由成象電子束的強度差決定.電子反差G定義:定義透明系數(shù):則原子序數(shù)越小越亮相鄰部位原子序數(shù)相差越大圖象反差越大當(dāng)相鄰兩點的物質(zhì)種類和結(jié)構(gòu)完全相同圖象襯度反映了試樣上各部位的厚度差異No.2電子衍射波長為的電子束照射到晶體就會產(chǎn)生衍射現(xiàn)象.它可分為高能電子衍射和低能電子衍射.透射電屬高能電子衍射它也應(yīng)滿足布拉格定律:物質(zhì)對電子的散射作用比X射線強.因此電子衍射比X射線衍射強得多.攝取電子衍射花樣短.就可研究小晶粒,或衍射相當(dāng)弱的樣品.在進行選區(qū)衍射操時,就可獲得樣品組成,形貌和晶體結(jié)構(gòu)的信息.3.掃描電鏡(SEM)(ScanningElectronMicroscopy)成象電子信息:★二次電子產(chǎn)率(即每個入射電子所能產(chǎn)生的二次電子數(shù))的最大值對應(yīng)于一特定的入射角而變化即隨樣品表面的形貌而變化★背散射電子圖象主要是原子序數(shù)差異造成的襯度.表面的凸凹不平也能形成形貌襯度★二次電子象與背散射電子像的分離★背散射象的形貌和組成象的剝離4.電子探針及其應(yīng)用(EPMA)(ElectronProbeMicroAnalysis)(1)特征X射線當(dāng)入射電子將內(nèi)層(K)電子激發(fā)出去其空穴被高能位外層電子(L)填充并發(fā)射X射線(2)特征X射線測量A.波長分辨型選一個己知d