電子與物質(zhì)的交互作用第一頁，共八十三頁，2022年，8月28日材料近代分析測試方法第六章電子與物質(zhì)的交互作用6.1

引言電鏡的發(fā)展歷史6.2

散射6.3

電子與樣品作用產(chǎn)生的信息第二頁，共八十三頁，2022年，8月28日引言電鏡的發(fā)展歷史1924年，德布羅意計算出電子波的波長.1926年，布施發(fā)現(xiàn)軸對稱非均勻磁場能使電子波聚焦.1932～1933年間，德國的勞爾和魯斯卡等研制成功世界上第一臺電子顯微鏡.1939年，德國的西門子公司生產(chǎn)出分辨本領(lǐng)優(yōu)于10nm的商品電子顯微鏡.第三頁，共八十三頁，2022年，8月28日中國1958年研制成功透射式電子顯微鏡，其分辨本領(lǐng)為3納米，1979年又制成分辨本領(lǐng)為0.3納米的大型電子顯微鏡。

為了能研究較厚的金屬樣品，法國杜洛斯電子光學實驗室已經(jīng)研制出加速電壓為3500千伏的超高壓電子顯微鏡。

第四頁，共八十三頁，2022年，8月28日光學顯微鏡的局限性電子波的波長電磁透鏡第五頁，共八十三頁，2022年，8月28日光學顯微鏡的局限性一個世紀以來，人們一直用光學顯微鏡來揭示金屬材料的顯微組織，借以弄清楚組織、成分、性能的內(nèi)在聯(lián)系。但光學顯微鏡的分辨本領(lǐng)有限，對諸如合金中的G.P區(qū)（幾十埃）無能為力。第六頁，共八十三頁，2022年，8月28日最小分辨距離計算公式

其中

——最小分辨距離

——波長

——透鏡周圍的折射率

——透鏡對物點張角的一半，稱為數(shù)值孔徑，用N.A表示第七頁，共八十三頁，2022年，8月28日由于光的衍射，使得由物平面內(nèi)的點O1、O2在象平面形成B1、B2圓斑（Airy斑）。若O1、O2靠的太近，過分重疊，圖象就模糊不清。第八頁，共八十三頁，2022年，8月28日

O1O2dLB2B1Md強度D圖（a）點O1、O2形成兩個Airy斑；圖（b）是強度分布。（a）（b）第九頁，共八十三頁，2022年，8月28日圖（c）兩個Airy斑明顯可分辨出。圖（d）兩個Airy斑剛好可分辨出。圖（e）兩個Airy斑分辨不出。I0.81I第十頁，共八十三頁，2022年，8月28日對于光學顯微鏡，N.A的值均小于1，油浸透鏡也只有，而可見光的波長有限，因此，光學顯微鏡的分辨本領(lǐng)不能再提高。提高透鏡的分辨本領(lǐng)：增大數(shù)值孔徑是困難的和有限的，唯有尋找比可見光波長更短的光線才能解決這個問題。第十一頁，共八十三頁，2022年，8月28日電子的波長比可見光波長更短的電磁波有：

1）紫外線——

會被物體強烈的吸收；

2）X射線——

無法使其會聚；

3）電子波根據(jù)德布羅意物質(zhì)波的假設(shè)，即電子具有微粒性，也具有波動性。電子波

h—Plank常數(shù)，

m——

v——

電子速度

第十二頁，共八十三頁，2022年，8月28日第十三頁，共八十三頁，2022年，8月28日

用電子束作光源，用電磁場作透鏡。電子束的波長要比可見光和紫外光短得多，并且電子束的波長與發(fā)射電子束的電壓平方根成反比，和電子束的能量有關(guān):波長=hc/E,也就是說電壓越高波長越短。目前TEM的分辨力可達0.2nm。

可見光的波長約為300～700納米,而電子束的波長與加速電壓有關(guān)。當加速電壓為50～100千伏時,電子束波長約為0.0053～0.0037納米。第十四頁，共八十三頁，2022年，8月28日現(xiàn)在電子顯微鏡最大放大倍率超過300萬倍，而光學顯微鏡的最大放大倍率約為2000倍，所以通過電子顯微鏡就能直接觀察到某些重金屬的原子和晶體中排列整齊的原子點陣。

第十五頁，共八十三頁，2022年，8月28日第十六頁，共八十三頁，2022年，8月28日

電子透鏡的象差與分辨本領(lǐng)

電磁透鏡也存在缺陷，使得實際分辨距離遠小于理論分辨距離，對電鏡分辨本領(lǐng)起作用的象差有幾何象差（球差、象散等）和色差。幾何象差是因為透鏡磁場幾何形狀上的缺陷而造成的；色差是由于電子波的波長或能量發(fā)生一定幅度的改變而造成的。

第十七頁，共八十三頁，2022年，8月28日6.1散射(P69)散射：當一束聚焦電子沿一定方向射到樣品上時，在樣品物質(zhì)原子的為庫侖電場作用下，入射電子方向?qū)l(fā)生改變。此現(xiàn)象稱散射?？煞譃閮煞N：彈性散射和非彈性散射。彈性散射:只改變方向，無能量變化；非彈性散射：不僅改變方向，能量也有不同程度的衰減，衰減部分轉(zhuǎn)變成熱、光、X射線、二次電子等。第十八頁，共八十三頁，2022年，8月28日6.1.1原子核對電子的彈性散射入射電子從距原子核rn處經(jīng)過時，受核的正電荷Ze吸引，入射電子散射角θn的大小取決瞄準距離rn、核電荷數(shù)Ze和入射電子能量Eν

，存在如下關(guān)系：(6-1)原子序數(shù)越大，電子的能量越小，距核越近，則散射角越大。第十九頁，共八十三頁，2022年，8月28日第二十頁，共八十三頁，2022年，8月28日散射因子：原子對入射電子在θn角方向的彈性散射振幅：(6-2)式中：z—核對入射電子的彈性散射；原子對電子散射遠比對X射線的散射為強，因此電子在物質(zhì)的內(nèi)部的穿透深度要較X射線小得多。fx(θn)——原子對X射線的散射因子；第二十一頁，共八十三頁，2022年，8月28日6.1.2原子核對電子的非彈性散射非彈性散射損失的能量ΔE轉(zhuǎn)化為X射線：ΔE=hγ=hc/λ(6-3)

γ及λ分別是X射線的頻率與波長。上式表明：能量損失越大，X射線波長越短。由于這種散射產(chǎn)生的是連續(xù)的無特征X射線輻射，并不反映樣品結(jié)構(gòu)或成分的任何特征，反而產(chǎn)生背底信號。影響成分分析的靈敏度和準確性。第二十二頁，共八十三頁，2022年，8月28日6.1.3核外電子對入射電子的非彈性散射原子中核外電子對入射的散射作用是一種非彈性散射,入射電子所損失的能量部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊?，部分使物質(zhì)中原子電離或形成自由載流子，并伴隨著產(chǎn)生各種有用的信息，如二次電子、俄歇電子、特征X射線、特征能量損失電子、陰極發(fā)光、電子感生電導等。這種非彈性散射產(chǎn)生背底，有害。第二十三頁，共八十三頁，2022年，8月28日6.2高能電子與樣品物質(zhì)交互

作用產(chǎn)生的電子信息6.2.1二次電子(SE)電離：當入射電子與原子核外電子相互作用時，會使原子失掉電子而變成離子，這種現(xiàn)象叫電離。二次電子：指上述過程中脫離原子的電子。價電子激發(fā)：如果電離出來的電子是來自原子中的電子，這種電離過程就叫價電子激發(fā)。第二十四頁，共八十三頁，2022年，8月28日芯電子激發(fā)：如果電離出來的電子是來自原子中的內(nèi)層電子，這種電離過程就叫芯電子激發(fā)。

價電子激發(fā)能量小，內(nèi)層電子激發(fā)能量很大，所以價電子的激發(fā)幾率遠大于內(nèi)層電子的激發(fā)幾率。二次電子主要特點：1)對樣品表面形貌敏感二次電子發(fā)射率與入射束相對于樣品表面的入射角之間存在下列關(guān)系：第二十五頁，共八十三頁，2022年，8月28日式中δ

SE=ISE/IPISE

：二次電子電流強度；IP

：入射束電流強度。樣品表面不平，使得入射角θ變化，二次電子的強度改變，此時用檢測器收集樣品上方的二次電子并使其反映樣品上各照射點信息強度的圖象，則可以將樣品表面的特征反映出來，形成“形貌襯度”圖象。δSE∝1/cosθ（6-4）第二十六頁，共八十三頁，2022年，8月28日第二十七頁，共八十三頁，2022年，8月28日2)空間分辨率高如圖6-3所示，入射電子束進入樣品表面后，由于受到原子核及核外電子的散射，其作用范圍有所擴展。盡管在電子的有效作用深度內(nèi)都可產(chǎn)生二次電子，但由于其能量很低，只有在接近表面10nm以內(nèi)的二次電子才能逸出表面，成為可以接收的信號。這種信號反映的是一個與入射束直徑相當?shù)摹⒑苄◇w積范圍的形貌特征，具有較高的空間分辨率。目前掃描電鏡中二次電子成像的分辨率可達3~6nm之間，透射電鏡可達2~3nm。第二十八頁，共八十三頁，2022年，8月28日第二十九頁，共八十三頁，2022年，8月28日3、信號收集效率高二次電子信號和其它信號都是以照射點為中心向四面八方發(fā)射的，其中在樣品表面以上的半個球體內(nèi)的信號是可能被收集到的。但由于檢測儀器結(jié)構(gòu)等原因，實際收集到的信號只有很少一部分。因此，為了提高信噪比，須盡量提高信號收集效率。二次電子易受電場影響，因此，用在檢測器上加5-10KV的正電壓，從而使表面上凹凸處都能顯示出來。二次電子信息是掃描電鏡成像的主要手段。第三十頁，共八十三頁，2022年，8月28日6.2.2背散射電子（BE）背散射電子：入射電子累計散射角超過90o，重新從表面逸出，稱為背散射電子。在樣品的上方安放接收器，可以檢測到電子數(shù)目按能量分布繪制的電子能譜曲線。第三十一頁，共八十三頁，2022年，8月28日E0處是彈性散射峰，<50eV的低能端較寬的二次電子峰，之間是非彈性散射電子構(gòu)成的背景，用高靈敏度的檢測裝置，可發(fā)現(xiàn)其中仍有微弱電子峰，它們是俄歇電子峰及特征能量損失峰。第三十二頁，共八十三頁，2022年，8月28日我們這里要利用的是那些能量較高，接近于E0的背散射電子。其特點如下：①、對樣品物質(zhì)的原子序數(shù)敏感背散射電子產(chǎn)生額（發(fā)射效率）δBE隨原子序數(shù)Z的增大而增加，如圖6-5所示。因此，背散射電子像的襯度與樣品上各微區(qū)的成分密切相關(guān)，從而可顯示金屬中各種相的分布情況。②、分辨率及信號收集率較低背散射電子的成像的空間分辨率通常只能達到100nm。但是近年來，采用半導體環(huán)形檢測器，分辨率可提高到6nm。第三十三頁，共八十三頁，2022年，8月28日第三十四頁，共八十三頁，2022年，8月28日6.2.3吸收電子(AE)當樣品厚到一定程度時(微米數(shù)量級)，入射電子經(jīng)過多次非彈性散射后,能量耗盡，無力穿透樣品，也不逸出表面的電子就是吸收電子。吸收電流信號：通過高靈敏度的電流表使樣品接地，就能檢測到樣品對地電流的大小，該信號即為吸收電流信號。背散射電子（含二次電子）與吸收電子的和是相對恒定的，兩者在數(shù)量上是互補關(guān)系。Z增大，背散射電子增加，吸收電子減少。因此，用吸收電流成像，同樣可以得到樣品上的微區(qū)成像，只是其襯度與背散射電子相反。第三十五頁，共八十三頁，2022年，8月28日6.2.4特征X射線及俄歇電子特征X射線：一個原子在入射電子的作用下失掉一個K層電子，它就處于K激發(fā)狀態(tài)，當一個L2層電子填補了這個空位以后，K電離變?yōu)長2電離，其能量有由EK變?yōu)镋L，能量釋放出來，這部分能量產(chǎn)生的X射線就稱特征X射線，如圖6-6a，b(p73)所示。其波長：EK–EL2=hc/λ

kα

（6-5）上式中，由于EK和EL都有特定值，隨元素的不同而異，所以產(chǎn)生的X射線為特征X射線。莫塞萊定律：如果特征X射線疊加在連續(xù)X射線上，則可進行成分分析和晶體結(jié)構(gòu)研究。特征X射線與原子序數(shù)的關(guān)系是：(6-6)因σ是一個常數(shù)，當λ一定，就能得出定性或定量分析結(jié)果。第三十六頁，共八十三頁，2022年，8月28日第三十七頁，共八十三頁，2022年，8月28日

前述K層電子復位釋放出的能量EK–EL，還能繼續(xù)產(chǎn)生電離，使另外一核外電子脫離原子變成二次電子。如EK–EL2>EL,它可能使L2,L3,M,N層以及導帶V上的電子逸出，產(chǎn)生相應(yīng)的電子空位，使L2層電子逸出的能量略大于KL，既要產(chǎn)生L2層電子空位，還有逸出功，這種能量仍然只隨元素的不同而不同，具有這種特征能量值的電子稱俄歇電子。如圖6-6c所示。俄歇電子（AUE）：第三十八頁，共八十三頁，2022年，8月28日第三十九頁，共八十三頁，2022年，8月28日利用俄歇電子進行元素分析的儀器稱俄歇電子能譜儀（AES）俄歇電子具有的特點：①、適于分析輕元素及超輕元素輕元素的特征X射線產(chǎn)額低，二次電子發(fā)射率（產(chǎn)生額）δ低，然而相應(yīng)的俄歇電子產(chǎn)生額高，因此用其分析成分遠比X射線靈敏度高②、適于表面薄層分析俄歇電子的發(fā)射范圍取決于入射電子的穿透能力，但真正產(chǎn)生俄歇電子只限于表層以下1nm的深度范圍內(nèi)。這個特點使俄歇電子具有表面探針的作用，可用于分析樣品表面、晶界或相界面處的成分。第四十頁，共八十三頁，2022年，8月28日6.2.5自由載流子形成的伴生效應(yīng)自由載流子的產(chǎn)生：

對于一些半導體、磷光體和絕緣體物質(zhì)，當入射電子進入這些物質(zhì)中時，也會發(fā)生內(nèi)層電子的被激發(fā)游離，游離電子在激發(fā)過程中通過碰撞電離，使?jié)M帶電子被激發(fā)到導帶中，在滿帶和導帶內(nèi)產(chǎn)生大量的電子和空穴，這些電子和空穴就稱自由載流子。第四十一頁，共八十三頁，2022年，8月28日1、產(chǎn)生陰極發(fā)光

在磷光體物質(zhì)中產(chǎn)生載流子，如果在導帶中的負載流子發(fā)生跳回基態(tài)的復合過程，則以發(fā)光的形式釋放能量，其波長在可見光范圍內(nèi)，這種現(xiàn)象稱陰極發(fā)光。陰極發(fā)光對材質(zhì)十分敏感，即使雜質(zhì)分布不均都可能產(chǎn)生陰極發(fā)光強度的差異，因此應(yīng)用陰極發(fā)光檢測雜質(zhì)十分有效，其靈敏度比X射線高三個數(shù)量級。第四十二頁，共八十三頁，2022年，8月28日2、產(chǎn)生電子感生電導電子感生電導（EBIC）：對于半導體物質(zhì)，當入射電子在其中產(chǎn)生電子-空穴對后，則在外加電場的作用下可以產(chǎn)生附加電導，該效應(yīng)稱電子感生電導。電子感生伏特：p-n結(jié)對這些自由載流子的收集作用可以產(chǎn)生附加電動勢，這種效應(yīng)稱電子感生伏特。上述效應(yīng)可以用來測量半導體中少數(shù)載流子的擴散長度和壽命。第四十三頁，共八十三頁，2022年，8月28日6.2.6入射電子和晶體中電子云相互作用如圖6-7所示，當入射電子通過晶體空間時，在它的軌道周圍的電中性會被破壞，使電子云受到排斥作用，而在垂直于入射電子的軌道方向上作徑向發(fā)散運動，結(jié)果在電子路徑近旁形成正電區(qū)域，而較遠處形成負電區(qū)域。第四十四頁，共八十三頁，2022年，8月28日等離子激發(fā)：

當上述徑向擴散運動超過電中性要求的平衡位置時，則在入射電子的軌道周圍變成正電性，又會使電子云受到吸引力向相反方向作徑向向心運動。當其超過平衡位置，又再度產(chǎn)生負電性，近使入射電子再作徑向發(fā)射，如此反復，造成電子云的集體振蕩現(xiàn)象，稱等離子激發(fā)。第四十五頁，共八十三頁，2022年，8月28日特征能量損失電子：在等離子激發(fā)過程中，入射電子的能量損失（約幾十伏特的數(shù)量級），是具有一定量子化的特征能量值，并隨元素和成分的不同而異，如果入射電子引起激發(fā)后能逸出表面，則稱該電子為特征能量損失電子。對上述電子信息進行能量測量，就可以進行成分分析，稱為能量分析電子顯微術(shù)。利用上述電子信息來成像，稱能量選擇電子顯微術(shù)。能量分析電子顯微術(shù)和能量選擇電子顯微術(shù)都已在透射電鏡中應(yīng)用。第四十六頁，共八十三頁，2022年，8月28日6.2.7入射電子和晶格相互作用晶格振動：

物質(zhì)晶格上的原子在節(jié)點上不斷地進行熱振動稱晶格振動。晶格振動的能量是量子化的，其能量量子稱聲子。其值為hv，它的最大值為0.03eV。聲子激發(fā)：

晶格對入射電子的散射作用也屬于一種非彈性散射過程，被散射后的電子也會損失一部分能量，這部分能量被晶格吸收，導致原子在晶格中的振動頻率增加，當晶格的振動回復到原位狀態(tài)時，它將以聲子發(fā)射的形式把這部分能量釋放出來，該現(xiàn)象稱聲子激發(fā)。第四十七頁，共八十三頁，2022年，8月28日低損失電子（LLE）：

如果入射電子經(jīng)過多次聲子散射后所損失的總能量約在10-100eV之間，便返回表面逸出，稱該電子為低損失電子。它是電子通道效應(yīng)的主要襯度來源。第四十八頁，共八十三頁，2022年，8月28日6.2.8周期脈沖電子入射的電聲效應(yīng)

當入射電子是采取連續(xù)掃描方式照射試樣時，則稱這種電子能量損失所轉(zhuǎn)換成熱是一種無用信息。但是，如果入射電子是采取周期脈沖方式照射試樣，而且頻率極高（如100KHZ-5MHZ），就會在試樣中產(chǎn)生聲波，這種現(xiàn)象稱電場效應(yīng)。它是掃描電鏡重要的新的成像信息。第四十九頁，共八十三頁，2022年，8月28日6.2.8透射電子（TE）

當試樣薄到比電子的有效穿透厚度小得多時，就會有相當數(shù)量的電子穿透試樣而在樣品的下方檢測到，該電子稱透射電子。它與穿過微區(qū)的厚度、晶體結(jié)構(gòu)和成分有關(guān)。1、質(zhì)厚襯度效應(yīng)：

樣品上不同微區(qū)無論是質(zhì)量還是厚度的差別，均可以引起相應(yīng)區(qū)域透射電子強度的改變，從而在圖像上形成亮暗不同的區(qū)域，稱這一現(xiàn)象為質(zhì)厚襯度效應(yīng)。第五十頁，共八十三頁，2022年，8月28日2、衍射效應(yīng)：

當入射電子束都是恒定的單色平面波，照射到樣品上產(chǎn)生彈性相干散射，也有衍射現(xiàn)象。衍射規(guī)律與X射線相同。也滿足布拉格方程：2dsinθ=λ

(6-7)上式中的d，θ，λ的含義也與X射線衍射中相同。3、衍襯效應(yīng)

在同一入射束照射下，由于樣品相鄰區(qū)域位向或結(jié)構(gòu)的不同，以致衍射束強度不同而造成圖亮度差別（襯度），稱為衍襯效應(yīng)。它可顯示單相合金晶粒的形貌，或多相合金中不同相的分布狀況，以及晶體結(jié)構(gòu)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)缺陷等。第五十一頁，共八十三頁，2022年，8月28日第五十二頁，共八十三頁，2022年，8月28日第七章透射電子顯微分析緒論7.1透射電鏡的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用第五十三頁，共八十三頁，2022年，8月28日

材料的性能取決于它的微觀結(jié)構(gòu)及成分分布。因此，為了研究新的材料或改善傳統(tǒng)材料，必須以盡可能高的分辨能力觀測和分析材料在制備、加工及使用條件下（包括相變過程中，外加應(yīng)力及各種環(huán)境因素作用下等）微觀結(jié)構(gòu)和微區(qū)成分的變化，并進而揭示材料成分—工藝—微觀結(jié)構(gòu)—性能之間關(guān)系的規(guī)律，建立和發(fā)展材料科學的基本理論。改炒菜式為合金設(shè)計。第五十四頁，共八十三頁，2022年，8月28日透射電子顯微鏡（TEM）正是這樣一種能夠以原子尺度的分辨能力，同時提供物理分析和化學分析所需全部功能的儀器。特別是選區(qū)電子衍射技術(shù)的應(yīng)用，使得微區(qū)形貌與微區(qū)晶體結(jié)構(gòu)分析結(jié)合起來，再配以能譜或波譜進行微區(qū)成份分析，得到全面的信息。第五十五頁，共八十三頁，2022年，8月28日TEM簡介：透射電子顯微鏡（簡稱透射電鏡，TEM），可以以幾種不同的形式出現(xiàn)，如：高分辨電鏡（HRTEM）透射掃描電鏡（STEM）分析型電鏡（AEM）等等。入射電子束（照明束）也有兩種主要形式：平行束：透射電鏡成像及衍射會聚束：掃描透射電鏡成像、微分析及微衍射。第五十六頁，共八十三頁，2022年，8月28日TEM的主要發(fā)展方向：(1)高電壓：增加電子穿透試樣的能力，可觀察較厚、較具代表性的試樣，現(xiàn)場觀察輻射損傷;減少波長散布像差;增加分辨率等，目前已有數(shù)部2-3MeV的TEM在使用中。圖為200keVTEM之外形。

第五十七頁，共八十三頁，2022年，8月28日(2)高分辨率：最佳解像能力為點與點間0.18nm、線與線間0.14nm。美國於1983年成立國家電子顯微鏡中心，其中1000keV之原子分辨電子顯微鏡AREM,其點與點間之分辨率達0.17nm，可直接觀察晶體中的原子。

第五十八頁，共八十三頁，2022年，8月28日(3)多功能分析裝置：如附加電子能量分析儀(electronanalyzer，EA)可監(jiān)定微區(qū)域的化學組成。(4)場發(fā)射電子光源:具高亮度及契合性，電子束可小至1nm。除適用于微區(qū)域成份分析外，更有潛力發(fā)展三度空間全像術(shù)(holography)。第五十九頁，共八十三頁，2022年，8月28日7.1透射電鏡的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用7.1.1透射電鏡的結(jié)構(gòu)

7.1.2透射電鏡成像原理第六十頁，共八十三頁，2022年，8月28日

7.1.1透射電鏡的結(jié)構(gòu)

JEM-2010透射電鏡加速電壓200KV

LaB6燈絲

點分辨率1.94?第六十一頁，共八十三頁，2022年，8月28日EM420透射電子顯微鏡加速電壓20KV、40KV、60KV、80KV、100KV、120KV

晶格分辨率2.04?

點分辨率3.4?

最小電子束直徑約2nm

傾轉(zhuǎn)角度α=±60度

β=±30度第六十二頁，共八十三頁，2022年，8月28日PhilipsCM12透射電鏡加速電壓20KV、40KV、60KV、80KV、100KV、120KV

LaB6或W燈絲

晶格分辨率2.04?

點分辨率3.4?

最小電子束直徑約2nm；

傾轉(zhuǎn)角度α=±20度

β=±25度第六十三頁，共八十三頁，2022年，8月28日CEISS902電鏡加速電壓50KV、80KV

W燈絲

頂插式樣品臺

能量分辨率1.5ev

傾轉(zhuǎn)角度α=±60度

轉(zhuǎn)動4000第六十四頁，共八十三頁，2022年，8月28日右圖為透射電子顯微鏡光路原理圖：第六十五頁，共八十三頁，2022年，8月28日光學顯微鏡和透射電鏡光路圖比較：光源中間象物鏡試樣聚光鏡目鏡毛玻璃電子鏡聚光鏡試樣物鏡中間象投影鏡觀察屏第六十六頁，共八十三頁，2022年，8月28日第六十七頁，共八十三頁，2022年，8月28日第六十八頁，共八十三頁，2022年，8月28日

透射電鏡一般是由電子光學部分、真空系統(tǒng)和供電系統(tǒng)三大部分組成。(p80)

1．電子光學部分

整個電子光學部分完全置于鏡筒之內(nèi)，自上而下順序排列著電子槍、聚光鏡、樣品室、物鏡、中間鏡、投影鏡、觀察室、熒光屏、照相機構(gòu)等裝置。根據(jù)這些裝置的功能不同又可將電子光學部分分為照明系統(tǒng)、樣品室、成像系統(tǒng)及圖像觀察和記錄系統(tǒng)。第六十九頁，共八十三頁，2022年，8月28日照明系統(tǒng)樣品室成像系統(tǒng)觀察和記錄系統(tǒng)第七十頁，共八十三頁，2022年，8月28日

(1)

照明系統(tǒng)

照明系統(tǒng)由電子槍、聚光鏡和相應(yīng)的平移對中及傾斜調(diào)節(jié)裝置組成,為成像系統(tǒng)提供一束亮度高、相干性好的照明光源?？稍?-3度范圍內(nèi)傾斜以滿足暗場成像的需要。

①電子槍。它由陰極、柵極和陽極構(gòu)成。在真空中通電加熱后使從陰極發(fā)射的電子獲得較高的動能形成定向高速電子流。

②聚光鏡。聚光鏡的作用是會聚從電子槍發(fā)射出來的電子束，控制照明孔徑角、電流密度和光斑尺寸。第七十一頁，共八十三頁，2022年，8月28日照明系統(tǒng)示意圖陰極（接負高壓）控制極（比陰極負100~1000伏）陽極電子束聚光鏡試樣第七十二頁，共八十三頁，2022年，8月28日

(2)樣品室

樣品室中有樣品桿、樣品杯及樣品臺。其位于照明部分和物鏡之間，它的主要作用是通過試樣臺承載試樣，移動試樣。

(3)成像系統(tǒng)一般由物鏡、中間鏡和投影鏡組成。物鏡的分辨本領(lǐng)決定了電鏡的分辨本領(lǐng)，中間鏡和投影鏡的作用是將來自物鏡的圖像進一步放大。第七十三頁，共八十三頁，2022年，8月28日成像系統(tǒng)補充說明：由物鏡、中間鏡(1、2個)和投影鏡(1、2個)組成。成像系統(tǒng)的兩個基本操作是將衍射花樣或圖像投影到熒光屏上。通過調(diào)整中間鏡的透鏡電流，使中間鏡的物平