透射电镜的应用.doc

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1、透射电镜的应用通过物镜以后，经人为地选择不同操作方式所经历的不同成像过程。在研究工作中，它们相辅相成，互为补充，在不同层次上，为人们提供不同尺寸的结构信息，而不是互相排斥。由于图像上不同区域间存在明暗程度的差别即衬度的存在，才使得我们能观察到各种具体的图像。只有了解像衬度的形成机理，才能对各种具体的图像给予正确解释，这是进行材料电子显微分析的前提。甚小，透射波振幅基本上与入射波振幅相同，非弹性散射可忽略不计，散射波振幅、电子受到散射后的能量损失(10～20eV)和散射角(4～10rad)均很小，散射电子差不多都能通过光阑而相干成像。如果物镜没有像差，并处于正

2、焦状态，透射波与散射波相干结果产生合成波，合成波振幅与透射波振幅相同或相接近，只有相位稍许不同。由于两者振幅接近，强度差很小，所以不能形成像衬度。如果设法引入附加的相位差，使所产生的衍射波与透射波处于相等的或相反的相位位置，也就是说，让衍射波沿轴向右或向左移动，这样，透射波与衍射波相干就会导致振幅增加或减少，从而使像强度发生变化，相位衬度得到了显示。综上所述，三种衬度的不同形成机制，反映了电子束与试样物质原子交互作用后离开下表面的电子波，通过物镜以后，经人为地选择不同操作方式所经历的不同成像过程。在研究工作中，它们相辅相成，互为补充，在不同层次上，为人们提供

3、不同尺寸的结构信息，而不是互相排斥。透射电镜的应用作为电镜主要性能指标的分辨率已由当初的约50nm提高到今天的0．1～0．2nm的水平，它的应用几乎已扩展到包括材料科学、地质矿物和其他固体科学以及生命科学在内的所有科学领域，已经成为人类探索客观物质世界微观结构奥秘的强有力的手段。现代自然科学领域的所有重大成就，几乎都包含着电子显微技术的贡献。表面形貌观察由于电子束穿透样品的能力低，因此要求所观察的样品非常薄，对于透射电镜常用75～200kV加速电压来说，样品厚度控制在100～200nm。复型技术是制备这种薄样品的方法之一，而用来制备复型的材料常选用塑料和真空

4、蒸发沉积碳膜，它们都是非晶体。复型技术只能对样品表面形貌进行复制，不能揭示晶体内部组织结构等信息，受复型材料本身尺寸的限制，电镜的高分辨本领不能得到充分发挥，萃取复型虽然能对萃取物相作结构分析，但对基体组织仍然是表面形貌的复制。而由金属材料本身制成的金属薄膜样品则可以最有效地发挥电镜的极限分辨本领；能够观察和研究金属及其合金的内部结构和晶体缺陷，成像及电子衍射的研究，把形貌信息与结构信息联系起来；能够进行动态观察，研究在温度改变的情况下相变的形核长大过程，以及位错等晶体缺陷在应力下的运动与交互作用。复型技术和薄膜样品的形貌观察。纳米材料分析现在纳米材料(陶瓷

5、、金属及有机物)、纳米粉体、介孑L材料、纳米涂层、碳纳米管、薄膜材料、半导体芯片线宽测量等领域已得到了广泛应用。即使一般材料研究，要得到更多显微结构信息的高分辨率照片，也需要场发射TEM。晶体缺陷分析A1：O，／SiC陶瓷中纳米SiC对基体A1，O，的强化作用体现在：(1)固定晶界(A，B)，控制晶体异常增大，并使晶界中液相强度增加；(2)钉扎位错强化基体(c，D)，复合陶瓷内裂纹传播的透射电子显微像和高分辨透射电子显微像，裂纹沿箭头所示的晶界和界面行进。从图4—31b可以看到在沿箭头行进的裂纹的前端的Si，N。晶粒内有晶格变形，这些形变导致能量损失，使复合

6、陶瓷增韧。