GBZ21738-2008-一维纳米材料的基本结构高分辨透射电子显微镜检测方法.pdf

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1、a雪中华人民共和国国家标准化指导性技术文件GB／Z21738--2008一维纳米材料的基本结构高分辨透射电子显微镜检测方法Fundamentalstructuresofonedimensionalnano-materials--Highresolutiontransmissionelectronmicroscopycharacterization2008-05-08发布丰瞀粥紫瓣警雠瞥星发布中国国家标准化管理委员会仪1”剖吾GR／Z21738--2008本指导性技术文件由全国纳米技术标准化技术委员会纳米材料分技术委员会提出。

2、本指导性技术文件由全国纳米技术标准化技术委员会纳米材料分技术委员会归口。本指导性技术文件起草单位：中国科学院物理研究所电子显微镜实验室。本指导性技术文件主要起草人：李建奇。一维纳米材料的基本结构高分辨透射电子显微镜检测方法GB／Z21738--20081范围本指导性技术文件规定了采用高分辨透射电子显微镜检测纳米材料中一维或准一维纳米材料的原理，术语和定义，仪器和设备，样品制备，测量程序，结果表示以及试验报告等。本指导性技术文件适用于测量一维或准一维纳米材料的基本结构(形貌、排列情况、大小线度的分布、晶化情况、生长取向关系)，

3、元素组分，截面及界面原子排布等。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本指导性技术文件的引用而成为本指导性技术文件的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本指导性技术文件，然而，鼓励根据本指导性技术文件达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注El期的引用文件，其最新版本适用于本指导性技术文件。GB／T19619纳米材料术语3术语和定义GB／T19619确立的以及下列术语和定义适用于本指导性技术文件。3．1一维纳米材料onedimensionalnano-materi

4、al纳米材料的形状为丝线状，通常包括纳米纤维、纳米管、纳米线、纳米带。3．2准一维纳米材料quai-onedimensionalnano—material在两维方向上为纳米尺度，第三维方向为宏观尺度的新型纳米材料。3．3高分辨透射电子显微镜法highresolutiontransmissionelectronmicroscopy点分辨率可达原子层次的透射电子显微镜。在低倍图形模式可以对各种材料进行直接形貌观察，粒度分析。采用电子衍射分析及高分辨电子显微术可以对材料进行晶体结构研究。配合能谱仪可以对各种元素进行定性、定量及半定

5、量的微区元素组分分析，是一种图像和能谱结合的综合表征手段。4原理电子具有波动性，与物质相互作用时将发生衍射现象。物质的三维周期性分布可以用晶体点阵及其倒易点阵描述。晶体点阵的单胞基矢a，b，c和倒易点阵的单胞基矢n’，b。，c+满足下列倒易关系，口·Ⅱ’一b·b’一c·c’一1，口·b’=Ⅱ’·6一b·c’一b。·c—c·口’一c。·口一0。当衍射矢量等于倒易矢量时电子波发生强衍射。根据上述基本原理制造的透射电子显微镜是研究物质微观结构的强有力工具之一口]。它由电子光学系统、真空系统、供电控制系统和附加仪器系统四大部分组成。

6、最主要的电子光学系统，分为照明系统，成像系统和照相系统三个部分。照明部分由电子枪和双聚光镜等组成。成像部分由物镜、中间镜和投影镜等组成。图la)、图lb)示意地画出了采用三级放大的电子显微镜在成像模式和衍射模式下的光路图。它的成像原理和光学显微镜的成像原理一样(忽略电子在磁场中运动受1GB／Z21738--2008到洛仑兹力所产生的旋转运动)，遵循阿贝成像原理。照明系统产生的平行电子束，经晶体试样(电子波长远小于晶面间距或原子间距，可将晶体视为光栅)周期性势场的调制，在试样下表面形成透射束(零级衍射束)和各级衍射束。物镜的作

7、用是将各级平行衍射束分别汇集在物镜后焦面上一点，得到由许多衍射斑点组成的衍射图谱，每个斑点含有照射区内相应的周期性晶体结构的信息。物镜后焦面相对于试样来说是它的倒易空间，其衍射振幅分布是样品透射函数的傅立叶变换。物镜后焦面处的各衍射极大叉可视为次级光源，它们发出的次级波在像面(物面共轭面)上相互干涉迭加，得到反映物体真实结构的第一次放大像。这个过程，从数学上说，就是傅立叶逆变换过程。物镜以下各级透镜的作用，只不过是将后焦面上的衍射谱或物镜像面处的第一次放大像进一步放大。如果使中间镜物面与物镜后焦面重合，就得到放大的衍射谱；若

8、中间镜物面与物镜像面重合，就得到放大的显微图像。显微像物镜衍射花样选区光莉中间镜衍射花样投影镜衍射花样a)成像模式b)衍射模式注：两个模式中，中间镜分别以物镜的后焦面和像平面作为物平面。图1透射电子显微镜下两个基本模式光路图4．1电子衍射平行入射电子束穿过晶体试样后，经过物镜的傅立叶逆变换