透射电子显微镜.ppt

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1、透射电子显微镜透射电子显微镜三、透射电子显微镜样品的制备四、透射电子显微镜在材料研究中的应用二、透射电子显微镜的工作原理与构造一、透射电子显微镜的发展目录一透射电子显微镜的发展1932～1933年，鲁卡斯（Ruska）等在研究高压阴极射线示波管的基础上研制成了一台透射电子显微镜（TME）。1940年第一批商品电子显微镜问世，使用电子显微镜进入使用阶段。目前，世界上主流大型电子显微镜，分辨本领为2～3Å，电压为100～500kV,放大倍数为50～1.2×106倍。下面几个图片为不同时期比较有代表性的透射电子显微镜示意图。H-700透射电子显微镜Ph

2、ilipsCM12透射电子显微镜PhilipsCM200-FEG场发射枪透射电子显微镜TecnaiF20-twin场发射枪透射电子显微镜透射电子显微镜的种类有很多，日立公司H-700透射电子显微镜是20世纪70年代的产品，其分辨率为0.34nm，加速电压为75～200kV，放大倍数是25万倍。它带有双倾台、旋转台、S700扫描附件，EDAX9100能谱，适用于医学、化学、微生物等方面的研究，更适合于金属材料、矿物及高分子材料的观察与结构分析，配合能谱进行微区成分分析。PhilipsCM12透射电子显微镜是20世纪80年代荷兰飞利浦公司推出的产品，

3、它的晶格分辨率为2.04，点分辨率为3.4nm,由微机控制。能进行衍射衬度分析、电子衍射、会聚电子束衍射、生物样品的冷冻电子显微镜分析。PhilipsCM200-FEG场发射枪透射电子显微镜是20世纪90年代的产品，晶格分辨率为0.14nm,点分辨率为0.24nm,加速电压约200kV，可以连续设置加速电压。能在纳米尺度上进行微分析，具有电子束亮度高，束斑尺寸小、相干性好等特点。荷兰FEI公司在2002年推出的TecnaiF20-twin场发射枪透射电子显微镜比PhilipsCM200-FEG在信号处理上更胜一筹，也是一种性能优异的产品。2.1透

4、射电镜和光学显微镜对比2.2透射电子显微镜的构造二透射电子显微镜的工作原理与构造透射电镜和光学显微镜的光路是十分相似的：透射电镜：光学显微镜：电子源磁聚光镜磁物镜磁透射影镜荧光屏底片光源聚光镜物镜投影镜视屏底片2.1透射电镜和光学显微镜对比透射显微镜和光路显微镜构造原理b)透射光学显微镜a)透射电子显微镜透射电子显微镜（TEM）是一种具有原子尺度分辨能力，能同时提供物理分析和化学分析所需全部功能的仪器。TEM以聚焦电子束为照明源，以透射电子为成像信号。2.2透射电子显微镜的构造透射电子显微镜主要是由电子光学系统、真空系统和供电系统三大部分组成。下

5、面两个图分别为透射电子显微镜及其镜体剖面示意图。透射电子显微镜透射电子显微镜镜体剖面示意图TEM的工作原理：电子枪产生的电子束经1～2级聚光镜后照射到试样上的某一带观察微小区域上，入射电子与试样物质相互作用，由于试样很薄，绝大部分电子能穿透试样，其强度分布与所观察试样区的形貌、组织、结构意义一一对应。透射出的电子经过放大后透射到荧光屏上，于是荧光屏上就显示出与试样形貌、组织、结构对应的图像。TEM电子光学系统（镜筒）供电系统真空系统照明部分成像放大部分显像部分电子枪：TEM电子源聚光镜物镜、中间镜、投影镜荧光屏和照相装置电子光学系统的组成：照明部

6、分、成像放大部分、显像部分。其中照明部分主要由电子枪、聚光镜组成，其作用主要是提供一束高亮度、小孔角、相干性好、束流稳定的照明源。电子枪的电源为热电子源和场发射源，如下图所示。（1）电子光学系统热电子枪和场发射源示意图场发射电子枪及原理示意图由于电子显微镜要求近百万倍的放大倍数，这就要求电子束的强度高、直径小、相干性好。由于电子之间的斥力和阳极小孔的发散作用，电子束穿过阳极小孔后，逐渐变粗，射到试样上仍然过大。聚光镜起会聚电子束，调节照明强度、孔径角和束斑大小的作用。聚光镜有第一聚光镜和第二聚光镜，第一聚光镜是使电子束斑缩小，第二聚光镜使束斑放大

7、，以增大焦距，设置样品，如下图所示。双聚光镜照明系统光路图C1通常保持不变，其作用是将电子枪的交叉点成一缩小的像，使其尺度缩小一个数量级以上。照明电子束的束斑尺寸及相干性的调整是通过改变C2的激磁电流和C2的光阑孔径实现的。（2）成像放大系统成像放大系统由物镜、一两个中间镜和一两个投射镜组成。（1）物镜是电子显微镜中最关键的部分。其作用是将来自不同点不同方向同相位的弹性散射束会聚于后焦面上，构成含有试样结构信息的散射花样货衍射花样；将来自同一点不同方向的弹性散射束会聚于像平面上，构成与试样组织相应的显微像。物镜的任何缺陷都会被系统中其它部分放大，

8、所以透射电子显微镜的好坏，很到程度上取决于物镜的好坏。物镜的高分辨率·依靠低像差，一般采用强激磁、短焦距（1.5～3nm）的物镜，此外还