《仪器分析》课程教学讲义（PPT课件）第二十二章 透射电子显微分析

第二十二章透射电子显微分析

第二十二章 透射电子显微分析

电子显微分析方法的种类 ▣ 透射电子显微镜(TEM)可简称透射电镜 扫描电子显微镜(SEM)可简称扫描电镜 电子探针X射线显微分析仪简称电子探针EPA或EPMA):波谱 仪（波长色散谱仪，WDS)与能谱仪（能量色散谱仪，EDS) 电子激发俄歇电子能谱XAES或AES)

电子显微分析方法的种类  透射电子显微镜(TEM)可简称透射电镜  扫描电子显微镜(SEM)可简称扫描电镜  电子探针X射线显微分析仪简称电子探针(EPA或EPMA)：波谱 仪(波长色散谱仪，WDS)与能谱仪(能量色散谱仪，EDS)  电子激发俄歇电子能谱(XAES或AES)

TEM的形式 口透射电子显微镜（简称透射电镜，TEM),可以以几种不同的形式 出现，如： 高分辨电镜(HRTEM) ▣ 透射扫描电镜(STEM) ▣ 分析型电镜(AEM)等等。 口入射电子束（照明束）也有两种主要形式： ▣ 平行束：透射电镜成像及衍射 会聚束：扫描透射电镜成像、微分析及微衍射

 透射电子显微镜（简称透射电镜，TEM），可以以几种不同的形式 出现，如：  高分辨电镜（HRTEM）  透射扫描电镜（STEM）  分析型电镜（AEM）等等。  入射电子束（照明束）也有两种主要形式：  平行束：透射电镜成像及衍射  会聚束：扫描透射电镜成像、微分析及微衍射。 TEM的形式

第一节透射电子显微镜工作原理及构造 一、工作原理 口成像原理与光学显微镜类似。 口它们的根本不同点在于光学显微镜以可见光作照明束，透射电子显微 镜则以电子为照明束。在光学显微镜中将可见光聚焦成像的是玻璃透 镜，在电子显微镜中相应的为磁透镜。 口由于电子波长极短，同时与物质作用遵从布拉格(Brag哭)方程，产 生衍射现象，使得透射电镜自身在具有高的像分辨本领的同时兼有结 构分析的功能

第一节 透射电子显微镜工作原理及构造  一、工作原理  成像原理与光学显微镜类似。  它们的根本不同点在于光学显微镜以可见光作照明束，透射电子显微 镜则以电子为照明束。在光学显微镜中将可见光聚焦成像的是玻璃透 镜，在电子显微镜中相应的为磁透镜。  由于电子波长极短，同时与物质作用遵从布拉格（Bragg）方程，产 生衍射现象，使得透射电镜自身在具有高的像分辨本领的同时兼有结 构分析的功能

阴假灯丝 阳虽 聚光使 样品 物镜 中同镜 投影镜 荧光屏成 照相底片 图9-2透射电子显微镜光路原理图

图9-2 透射电子显微镜光路原理图

二、构造 口TEM由照明系统、成像系统、记录系统、真空系统和电器系统组成

二、构造  TEM由照明系统、成像系统、记录系统、真空系统和电器系统组成

1.电磁透镜 口能使电子束聚焦的装置称为电子透镜(electron lens) 静电透镜 电子透镜 恒磁透镜 磁透镜 申磁透镜

1. 电磁透镜  能使电子束聚焦的装置称为电子透镜（electron lens）  静电透镜  电子透镜 恒磁透镜  磁透镜  电磁透镜

(1)电磁透镜的结构 冷却水进出 水冷面极靴孔径 电子束 电源 间 极靴 线暨 图9-3电磁透镜结构示意图

（1）电磁透镜的结构 图9-3 电磁透镜结构示意图

(2)电磁透镜的光学性质 (9-1) u v f 口式中：U、V与f一物距、像距与焦距。 f=A RVo N02 (9-2) 口式中：Vo一电子加速电压；R一透镜半径；NI一激磁线圈安匝 数；A—一与透镜结构有关的比例常数

（2）电磁透镜的光学性质 （9-1）  式中：u、v与f——物距、像距与焦距。 （9-2）  式中：V0——电子加速电压；R——透镜半径；NI——激磁线圈安匝 数；A——与透镜结构有关的比例常数。 2 0 (NI) RV f = A u v f 1 1 1 + =

电磁透镜是一种焦距（或放大倍数）可调的会聚透镜。减小激磁电流，可使 电磁透镜磁场强度降低、焦距变长（由变为）。 物平面 像平面(1》 像平面(2) 口▣成像电子在电磁透镜磁场中沿螺旋线轨迹运动，而可见光是以折线形 式穿过玻璃透镜。因此，电磁透镜成像时有一附加的旋转角度，称为 磁转角φ。物与像的相对位向对实像为180±0，对虚像为0

 成像电子在电磁透镜磁场中沿螺旋线轨迹运动，而可见光是以折线形 式穿过玻璃透镜。因此，电磁透镜成像时有一附加的旋转角度，称为 磁转角。物与像的相对位向对实像为180，对虚像为。 电磁透镜是一种焦距(或放大倍数)可调的会聚透镜。减小激磁电流，可使 电磁透镜磁场强度降低、焦距变长(由f 1变为f 2）