透射电子显微镜-TEM.ppt

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1、透射电子显微镜-TEMTransmissionelectronmicroscope内容8.1简介8.2结构原理8.3样品制备8.4透射电子显微镜的电子衍射8.5透射电子显微镜图像分析8.1TEM简介电子显微镜(ElectronMicroscope,EM)：利用电子与物质作用所产生的信息来鉴定微区域晶体结构（CrystalStructure,CS）、精细组织（FineStructure,FS）、化学成分（ChemicalComposition,CC）、化学键结（ChemicalBonding,CB）和电子分布情况（Electr

2、onicStructure,ES）的电子光学装置。电子显微镜发展史1898年J.J.Thomson发现电子1924年deBroglie提出物质粒子波动性假说和1927年实验的证实。1926年轴对称磁场对电子束汇聚作用的提出。1932年，1935年，透射电镜和扫描电镜相继出现，1936年，透射电镜实现了工厂化生产。20世纪50年代，英国剑桥大学卡文迪许实验室的Hirsch和Howie等人建立电子衍射衬度理论并用于直接观察薄晶体缺陷和结构。1965年，扫描电子显微镜实现商品化。20世纪70年代初，美国阿利桑那州立大学J.M.Co

3、wley提出相位衬度理论的多层次方法模型，发展了高分辨电子显微象的理论与技术。饭岛获得原子尺度高分辨像（1970)。20世纪80年代，晶体缺陷理论和成像模拟得到进一步发展，透射电镜和扫描电镜开始相互融合，并开始对小于5埃的尺度范围进行研究。20世纪90年代至今，设备的改进和周边技术的应用。透射电子显微镜(TransmissionElectronMicroscope,TEM)TEM是以波长极短的电子束作为照明源，用电磁透镜聚焦成像的一种高分辨率、高放大倍数的电子光学仪器。可同时实现微观形貌观察、晶体结构分析和成分分析（配以能谱

4、或波谱或能量损失谱）。为什么采用电子束而不用自然光？1、显微镜的分辨率2、有效放大倍数1、显微镜的分辨率通常人眼的分辨本领大概是0.2mm（即人眼可分辨的两点间最小距离为0.2mm）显微镜可分辨的两点间的最小距离，即为显微镜的分辨率自然光与电子束的波长可见光的波长在390～760nm电子波长：取V=100kV，理论得到电子波长为0.0037nm采用物镜的孔径角接近90度考虑采用可见光波长极限390nm的光束照明显微镜系统，可得d≈200nm对于TEM在100kV加速电压下，波长0.0037nm，d约为0.002nm，目前电子

5、显微镜达不到其理论极限分辨率，最小分辨率达到0.1nm2、有效放大倍数光学显微镜必须提供足够的放大倍数，把它能分辨的最小距离放大到人眼能分辨的程度。相应的放大倍数叫做有效放大倍数，它可由下式来确定：有效放大倍数透射电镜的有效放大倍数光学显微镜的有效放大倍数→光学显微镜的有效放大倍数远小于透射电镜。为什么采用电子束做为光源?结论：由显微镜的分辨率与光源的波长决定了透射电子显微镜的放大倍率远大于普通光学显微镜；一般来说，光学显微镜的最大放大倍率在2000倍左右，而透射电子显微镜的放大倍率可达百万倍。电磁透镜的分辨本领比光学玻璃透

6、镜提高一千倍左右，可以达到2Å的水平，使观察物质纳米级微观结构成为可能。PhilipsCM12透射电镜加速电压20KV、40KV、60KV、80KV、100KV、120KVLaB6或W灯丝晶格分辨率2.04Å点分辨率3.4Å最小电子束直径约2nm；倾转角度α=±20度β=±25度EM420透射电子显微镜（日本电子）加速电压20KV、40KV、60KV、80KV、100KV、120KV晶格分辨率2.04Å点分辨率3.4Å最小电子束直径约2nm倾转角度α=±60度β=±30度FEITitan80-300kVS/TEM世界上

7、功能最强大的商用透射电子显微镜(TEM)。已迅速成为全球顶级研究人员的首选S/TEM，从而实现了TEM及S/TEM模式下的亚埃级分辨率研究及探索。主要技术参数：1.TEM分辨率<12.STEM分辨率<13.能量分辨率<0.15eV或<0.25eV4.加速电压80-300kV内容8.1简介8.2结构原理8.3样品制备8.4透射电子显微镜的电子衍射8.5透射电子显微镜图像分析8.2透射电子显微镜结构原理电子光学系统真空系统电源与控制系统一、透射电子显微镜的结构（一）电子光学系统照明系统成像系统观察记录系统阴极灯丝中间镜聚光镜样品

8、物镜阳极投影镜荧光屏或照相底片中间镜1.照明系统包括：电子枪(阴极、阳极、控制极)、聚光镜、调节装置(平移对中、倾斜)作用：提供一束亮度高、照明孔径角小、平行度好、束流稳定的照明源满足：明场或暗场成像需求（照明束在2°-3°范围内倾斜）阴极控制极阳极电子束聚光镜试样电子源（1）阴极电子源：