现代材料分析技术复习.doc

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1、1.何谓衬度？TEM能产生哪几种衬度象，是怎样产生的，都有何用途答：衬度是指图象上不同区域间明暗程度的差别。TEM能产生质厚衬度象、衍射衬度象及相位衬度象。质厚衬度是由于样品不同微区间存在的原子序数或厚度的差异而形成的，适用于对复型膜试样电子图象作出解释。晶体试样在进行电镜观察时，由于各处晶体取向不同和（或）晶体结构不同，满足布拉格条件的程度不同，使得对应试样下表而处有不同的衍射效果，从而在下表面形成一个随位置而异的衍射振幅分布，这样形成的衬度，称为衍射衬度。衍衬技术被广泛应用于研究品体缺陷。如果透射束与衍射束可以重新组合，从而保持它们的振幅和位相，则可直接得到产生衍射的那

2、些品曲的晶格象，或者一个个原子的品体结构象。这就是相位衬度象，仅适于很薄的晶体试样（^100A）o2.什么是分辨率，影响透射电子显微镜分辨率的因素是哪些?答：分辨率：两个物点通过透镜成像，在像平曲上形成两个爱里斑，如果两个物点相距较远时，两个Airy斑也各自分开，当两物点逐渐靠近时，两个Airy斑也相互靠近，直至发生部分重叠。根据LoadReyleigh建议分辨两个八让y斑的判据：当两个Airy斑的中心间距等于Airy斑半径时，此时两个Airy斑亮加，在强度曲线上，两个最强峰之间的峰谷强度差为19%,人的肉眼仍能分辨出是两物点的像。两个Airy斑再相互靠近，人的肉眼就不能分

3、辨出是两物点的像。通常两Airy斑中心间距等于Airy斑半径时，物平面相应的两物点间距成凸镜能分辨的最小间距即分辨率。影响透射电镜分辨率的因素主要有：衍射效应和电镜的像差（球差、像散、色差）等。3.有效放大倍数和放大倍数在意义上有何区别?答：有效放大倍数是把显微镜最大分辨率放大到人眼的分辨本领（0.2mm）,让人眼能分辨的放大倍数。放大倍数是指显微镜本身具有的放大功能，与其具体结构有关。放大倍数超出有效放大倍数的部分对提高分辨率没有贡献，仅仅是让人观察得更舒服而已，所以放大倍数意义不大。显微镜的有效放大倍数、分辨率才是判断显微镜性能的主要参数。4.球差、像散和色差是怎样造成

4、的？如何减小这些像差？哪些是可消除的像差？答：1,球差是由于电磁透镜磁场的近轴区与远轴区对电子束的会聚能力的不同而造成的。一个物点散射的电子束经过具有球差的电磁透镜后并不聚在一点，所以像平面上得到一个弥散圆斑，在某一位置可获得最小的弥散圆斑，成为弥散圆。还原到物平面上，则半径为rs=l/4Csa3rs为半径，Cs为透镜的球差系数，a为透镜的孔径半角。所以见效透镜的孔径半角可减少球差。2,色差是由于成像电子的波长（能量）不同而引起的。一个物点散射的具有不同波长的电子，进入透镜磁场后将沿各自的轨道运动，结果不能聚焦在一个像点上，而分别交在一定的轴向范围内，形成最小色差弥散圆斑，

5、半径为rc=Cca

6、AE/E

7、a为透镜色差系数，a为透镜孔径半角，AE/E为成像电子束能暈变化率。所以减小AE/E、a可减小色差。3,像散是由于透镜磁场不是理想的旋对称磁场而引起的。可减小孔径半角来减少像散。5.聚光镜、物镜、中间镜和投影镜各自具有什么功能和特点?答：聚光镜：聚光镜用来会聚电子抢射出的电子束，以最小的损失照明样品，调节照明强度、孔径角和束斑大小。一般都采用双聚光系统，第一聚光系统是强励磁透镜，束斑缩小率为10-15倍左右，将电子枪第一交叉口束斑缩小为4）1-5Pm；而第二聚光镜是弱励磁透镜，适焦时放大倍数为2倍左右。结果在样品平面上可获得4）2-10um的照

8、明电子束斑。物镜：物镜是用来形成第--幅高分辨率电子显微图象或电子衍射花样的透镜。投射电子显微镜分辨率的高低主要取决于物镜。因为物镜的任何缺陷都将被成相系统中的其他透镜进一步放大。物镜是一个强励磁短焦距的透镜（f二1一3血），它的放大倍数高，一般为100-300倍。目前，高质量的物镜其分辨率可达0.1mm左右。小间镜：小间镜是一个弱励磁的长焦距变倍率透镜，可在0-20倍范围调节。当放大倍数大于1时，用来进一步放大物镜像；当放大倍数小于1时，用来缩小物镜像。在电镜操作过程中，主耍利用中间镜的可变倍率来控制电镜的总放大倍数。如果把中间镜的物平面和物镜的像平而重合，则在荧光屏上得

9、到一幅放大像，这就是电子显微镜中的成像操作；如果把中间镜的物平而和物镜的背焦而重合，在在荧光屏上得到一幅电子衍射花样，这就是电子显微镜中的电子衍射操作。投影镜：投影镜的作用是把中间镜放大（或缩小）的像（或电子衍射花样）进一步放大，并投影到荧光屏上，它和物镜一样，是一个短聚焦的强磁透镜。投影的励磁电流是固定的，因为成像的电子束进入透镜时孔径角很小，因此它的景深和焦长都非常大。即使改变中间竟的放大倍数，是显微镜的总放大倍数有很大的变化，也不会影响图象的清晰度。1.影响电磁透镜景深和焦长的主要因素是什么？景深和焦长对透射