催化實(shí)驗(yàn)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(yùn)動電子原子序數(shù)Z越大,背散射電子強(qiáng)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(bǔ)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(qiáng)度發(fā)生了變化.在熒光屏上的強(qiáng)度也是不均勻的,這種強(qiáng)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(yùn)動,電子發(fā)生折射,在界面處電子運(yùn)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(diǎn)的反由成象電子束的強(qiáng)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(diǎn)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(qiáng).因此電子衍射比X射線衍射強(qiáng)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(jìn)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