文档介绍：电子显微分析
2001年7月
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基本内容
1 电镜的结构与成象
2 电镜中的电子衍射及分析
1)斑点花样(原理、实验方法、指数标定及应用)
2)菊池线花样(原理、指数标定、应用)
3)会聚书束花样(原理、实验方法、指数标定及应用)
3 电镜显微图象解释
1)复形象
2)衍衬象
3)相位象
4 扫描电子显微术
5 X射线显微分析和俄歇能谱分析
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第一章电镜的结构与成象
光学显微镜的局限性
1)一个世纪以来,人们一直用光学显微镜来揭示金属材料的显微组织,借以弄清楚组织、成分、性能的内在联系。但光学显微镜的分辨本领有限, 区(几十埃)无能为力。
2)最小分辨距离计算公式
其中——最小分辨距离
——波长
——透镜周围的折射率
——透镜对物点张角的一半, 称为数值孔径,用 表示
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3) 由于光的衍射,使得由物平面内的点O1 、 O2 在象平面形成一B1 、 B2圆斑(Airy斑)。若O1 、 O2靠的太近,过分重叠,图象就模糊不清。
O1
O2
d
L
B2
B1
Md
强度
D
图(a)点O1 、 O2 形成两个Airy斑;图(b)是强度分布。
(a)
(b)
4
图(c)两个Airy斑
明显可分辨出。
图(d)两个Airy斑
刚好可分辨出。
图(e)两个Airy斑
分辨不出。
I
5
4)对于光学显微镜,,—,而可见光的波长有限,因此,光学显微镜的分辨本领不能再次提高。
5)提高透镜的分辨本领:增大数值孔径是困难的和有限的,唯有寻找比可见光波长更短的光线才能解决这个问题。
电子的波长
比可见光波长更短的有:
1)紫外线——会被物体强烈的吸收;
2)X 射线——无法使其会聚;
3)电子波
根据德布罗意物质波的假设,即电子具有微粒性,也具有波动性。电子波
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h —— Plank 常数,
m ——
v ——电子速度
显然,v越大, 越小,电子的速度与其加速电压(E伏特)有关
即
而
则
埃
即若被150伏的电压加速的电子,波长为 1 埃。若加速电压很高,就
应进行相对论修正。(参考教材 P3 表1-1)
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电子透镜
1)电子可以凭借轴对称的非均匀电场、磁场的力,使其会聚或发散,从而达到成象的目的。
由静电场制成的透镜——静电透镜
由磁场制成的透镜——磁透镜
2)磁透镜和静电透镜相比有如下的优点
目前,应用较多的是磁透镜,我们只是分析磁透镜是如何工作的。
磁透镜
静电透镜
1. 改变线圈中的电流强度可很方便的控制焦距和放大率;
2. 无击穿,供给磁透镜线圈的电压为60到100伏;
3. 象差小。
1. 需改变很高的加速电压才可改变焦距和放大率;
2. 静电透镜需数万伏电压,常会引起击穿;
3. 象差较大。
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3)磁透镜结构剖面图
图1-2
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4)磁透镜使电子会聚的原理
O
O’
z
图1-3(a)电子在磁透镜中的运动轨迹
A
C
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