分析电子显微学导论

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1、IntroductiontoAnalyticalElectronMicroscopy《分析电子显微学导论》电子课件戎咏华王晓东黄宝旭李伟高等教育出版社高等教育电子音像出版社2006年分析电子显微学导论作者寄语绪论第一章分析电子显微镜的构造及其功能第二章透射电子显微镜样品的制备方法第三章电子衍射第四章晶体衍射中的数学处理第五章电子衍射衬度成像第六章高分辨和高空间分析电子显微术作者寄语从1828年道尔顿的原子学说，到今天用电子显微镜直接观察原子，我们的前辈以他们的聪明智慧为我们奠定了材料科学研究的理论基础和实验技术，同时以他们的慷慨大度留下了诸多未解决和未回答的问题

2、，以此为青年一代搭起了大展宏图的舞台。分析电子显微镜是揭示材料介观和微观世界的有力工具。《分析电子显微学导论》将引导你学会应用分析电子显微镜进行材料科学研究，希望你通过该教材的学习而对分析电子显微学产生浓厚的兴趣，从而能献身于分析电子显微学的研究。路一步一步坚实地走，成功和辉煌就会在你的脚下,因为ImpossibleIsNothing！2006年8月于上海交通大学绪论材料研究的基本任务就是根据材料实际使用所需的性能来设计成分和工艺，以期获得理想的微观组织，从而达到预期性能的目标。在上述材料的研究链中，材料的微观组织直接决定了材料的性能，因此根据材料的微观组织，我

3、们就能分析和判断材料的性能好坏；同时，材料的微观组织取决于成分和工艺，因此根据材料的微观组织能分析和判断成分和工艺设计是否合理。无疑，材料微观组织的表征，包括材料的微区成分、点阵结构和组织形貌的分析，尤其是三位一体的原位分析极为重要。至今，只有分析电子显微镜具有三位一体原位分析的功能，因此掌握分析电子显微学的基本理论和实验技术对于将要和正在从事材料研究的科学工作者是非常必要的。《分析电子显微学导论》就是一本领你入门的教科书。绪论分析电子显微镜（AEM：analyticalelectronmicroscope)就是具有成分分析功能的透射电子显微镜（TEM：tran

4、smissionelectronmicroscope)。它是一种以高能电子束为照明源，通过电磁透镜将穿透样品的电子（即透射电子）聚焦成像的电子光学仪器。我们将从以下三个方面（仪器、技术和样品制备）粗略了解分析电子显微学的发展过程。绪论仪器的发展1924年，德布罗意（deBroglie）提出电子具有波动性；1926年，布什（Busch）发现旋转对称非均匀磁场可作为电磁透镜；1931年，Rudenberg提出电子显微镜的概念并提出专利申请；1933年，克诺尔（Knoll）和卢斯卡（Ruska）制造出第一台电子显微镜；1936年，Boersch证明了电子束经过电磁透镜

5、聚焦后在后（背）焦面上形成衍射花样；1939年，西门子公司生产出第一批商品透射电子显微镜；1944年，LePoole在电子显微镜中加入衍射透镜（即中间镜）和选区光阑后实现选区电子衍射；20世纪50年代，Ruska在商业电子显微镜中实现选区电子衍射；20世纪60年代，会聚束电子衍射实现；绪论仪器的发展20世纪70年代，用于成分分析的X射线能谱仪和电子能量损失谱仪开始使用；20世纪90年代，物镜球差系数校正器的问世使球差系数从正值可变到负值，提高了电子显微镜的分辨率。此外，照明亮度高和能量发散小的场发射电子枪的普及、极大改善电子单色性的能量过滤器的问世、可实现电子显

6、微像和电子衍射花样数字化的慢扫描CCD和电子成像板的使用、仪器的计算机控制等都成为现代高性能分析电子显微镜的基本特征。绪论实验技术的进步成像与变倍选区电子衍射衍衬成像（明场像，中心暗场像，弱束暗场像）高分辨成像（相位衬度）会聚束电子衍射（包括微/纳米衍射）X射线能谱和电子能量损失谱成分分析和成像高分辨原子序数衬度（Z衬度）成像负球差系数成像全息成像等。绪论样品制备的发展生物薄膜样品的制备金属块体的复型技术块体金属样品制成薄膜方法（窗口法、博尔曼法、双喷电解抛光法）凹坑研磨＋离子减薄（无机非金属材料）解理法（无机非金属材料，尤其是半导体材料）薄膜平面和截面样品聚焦

7、离子束法绪论50多年的实践证明，电子显微镜是20世纪最重大的发明之一，Ruska教授由于他的先驱工作给科学所带来的巨大贡献，获得了1986年的诺贝尔物理学奖。在Ruska获得诺贝尔奖后的20年里，电子显微镜仪器和实验技术又得到长足的发展。毫无疑问，随着电子显微镜的进一步完善和各种电子显微术的发展，电子显微镜将对科学的发展产生不可估量的作用。