文档介绍：1材料现代分析方法透射电镜成像原理与图像分析河北工业大学材料学院孙继兵E-mail: ******@Tel: 022-2658 2288School of Material Science and EngneeringTeacher:Ji-bing Sun2本章内容?第一节透射电镜的衬度来源及分类?第二节衍射衬度形成机理?第三节衍衬运动学理论?第四节不完整晶体衍衬像运动学解释School of Material Science and EngneeringTeacher:Ji-bing Sun3第一节透射电镜的衬度来源及分类透射电镜的成像衍射波在物镜的后焦面上会聚成一点,形成衍射点。在后焦面上的衍射波继续向前运动时,衍射波合成,在像平面上形成放大的像(电子显微像)。通常,将生成衍射花样的后焦面上的空间称为倒易空间(倒易晶格空间),将试样位置或成像平面称为实空间。从试样到后焦面的电子衍射,即是从实空间到倒易空间的变化。对于电子衍射花样的观察,先观察电子显微像(放大像),插入光阑(选区光阑)到感兴趣的区域,调节电子透镜,就能得到只有这个区域产生的衍射花样。另一方面,观察电子显微像时,先观察衍射花样,将光阑插入物镜的后焦面,在电子衍射花样中选择感兴趣的衍射波,调节透镜就能得到电子显微像。这样,就能有效识别夹杂物和观察晶格缺陷。School of Material Science and EngneeringTeacher:Ji-bing Sun4透射电子像的衬度来源?透射电镜中的入射电子透射试样时,将与试样内部原子发生相互作用,从而改变其能量及运动方向。或者说?电子束透过试样所得到的透射电子束的强度及方向均发生变化,由于试样各部位的组织结构不同,因而透射到荧光屏上的各点强度是不均匀的,这种强度的不均匀分布现象就称为衬度,所获得的电子像称为透射电子衬度像。?透射电子束与衍射电子束发生相互作用会存在相位的变化,透射电子束的强度会由于样品厚度或结构不同(从而满足布拉格条件不同)而产生变化。School of Material Science and EngneeringTeacher:Ji-bing Sun5透射电子像的衬度分类相位衬度由合成像的透射波和衍射波之间的相位差形成的,称为相位衬度(Phase contrast)。需要在物镜的后焦面上插入大的物镜光阑,使两个以上的波合成(干涉)(≈100?)。振幅衬度振幅衬度是由于入射电子通过试样时,与试样内原子发生相互作用而发生振幅的变化,引起反差。有质厚衬度和衍射衬度两种。衍射衬度主要是由于晶体试样满足布拉格反射条件程度差异以及结构振幅不同而形成电子图像反差。质厚衬度由于试样的质量和厚度不同,各部分对入射电子发生相互作用,产生的吸收与散射程度不同,而使得透射电子束的强度分布不同,形成反差,称为质-厚衬度。衍射衬度它仅属于晶体结构物质,对于非晶体试样是不存在的。School of Material Science and EngneeringTeacher:Ji-bing Sun6School of Material Science and EngneeringTeacher:Ji-bing Sun7第二节衍射衬度形成机理?衍射衬度是来源于晶体试样各部分满足布拉格反射条件不同和结构振幅的差异。?薄晶体样品受到电子束照射时,如果晶体中所有晶面都和布拉格条件有很大的偏差,那么入射电子束就可以全部透过样品,而无衍射束产生。此时透射束的强度可认为和入射电子束的强度相等,若用IT代表透射电子束的强度,I0代表入射电子束的强度,则IT=I0。这时,透射束通过电磁透镜组在荧光屏上成像,被放大的物象亮度很高。?或不加物镜光阑也有同样的效果。只有衍射指数较大的衍射束被镜筒挡镜而成像。School of Material Science and EngneeringTeacher:Ji-bing Sun8?如果薄品体样品中有某些晶面符合或基本符合布拉格衍射条件,在结构因数不等于零的条件下,这些晶面就会产生衍射。若衍射束的总强度(即所有衍射晶面产生的衍射束强度之和)为ID,则透射束成像时(即在物镜后焦面上用物镜光阑孔套住透射束、挡住所有的衍射束),荧光屏上的强度要减弱,因为此时透射束的强度应等于IT=I0-ID,而IT<I0。如果样品内部存在许多晶粒(或各种组成相),在电子束照射下,有些晶粒不发生衍射(或衍射束总强度很低),,前者的亮度要比后者大。?这种由于样品中不同晶体(或同一种晶体不同位向)衍射条件不同而造成的衬度差别就叫做衍射衬度。?透射束通过而得到图象衬度的方法称为明场成像,所得的图象称为明场像明场像School