文档介绍：透射电镜基本成像操作及像衬度
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成像操作
像衬度
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成像操作
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成像操作
暗场成像
料自身的组织结构、所采用的成像操作方式和成像条件有关。
透射电镜的像衬度来源于样品对入射电子束的散射。当电子波穿越样品时，其振幅和相位都将发生变化，这些变化都可以产生像衬度。
图1 透射电镜像衬度分类
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当透射束和至少一束衍射束同时通过物镜光栏参与成像时，由于透射束与衍射束的相互干涉，形成一种反映晶体点阵周期性的条纹像和结构像，这种像衬的形成是透射束和衍射束相位相干的结果，故称相位衬度。
2. 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。振幅衬度主要有质厚衬度和衍射衬度两种。
图1 透射电镜像衬度分类
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质厚衬度
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质厚衬度
定义：非晶体样品透射电子显微图像衬度是由于样品不同微区间存在原子序数或厚度的差异而形成的，即质量厚度衬度，简称质厚衬度。
原理：质厚衬度是建立在非晶体样品中原子对入射电子的散射和透射电子显微镜小孔径角成像基础上的成像原理。对于非晶体样品来说，入射电子透过样品时碰到的原子数目越多（或样品越厚），样品的原子核库仑力场越强（或样品原子序数越大或密度越大），被散射到物镜光阑外的电子就越多，而通过物镜光阑参与成像的电子强度也就越低。
这是因为电子穿过样品时，通过与原子核的弹性作用被散射而偏离光轴，弹性散射截面是原子序数的函数。此外，随样品厚度增加，将发生更多的弹性散射。所以，样品上原子序数较高或样品较厚的区域（较黑）比原子序数较低或样品较薄的区域（较亮）将使更多的电子散射而偏离光轴，如图9-18所示。
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质厚衬度
透射电镜总是采用小孔径角成像，在图9-18所示的明场成像即在垂直入射并使光栏孔置于光轴位置的成像条件下，偏离光轴一定程度的散射电子将被物镜光栏挡掉，使落在像平面上相应区域的电子数目减少（强度较小），原子序数较高或样品较厚的区域在荧光屏上显示为较暗区域。
反之，质量或厚度较低的区域对应于荧光屏上较亮的区域。所以，图像上的明暗程度的变化反映了样品上相应区域的原子序数（质量）或样品厚度的变化。
此外，也可以利用任何散射电子来形成显示质厚衬度的暗场像。显然，在暗场成像条件下，样品上较厚或原子序数较高的区域在荧光屏上显示为较亮区域。
质厚衬度受到透射电子显微镜物镜光栏孔径和加速电压的影响。
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衍射衬度
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由X射线衍射原理我们得出布拉格方程的一般形式为
因为
所以
这说明，对于给定的晶体样品，只有当入射波长足够短时，才能产生衍射。而对于电镜的照明光源——高能电子束来说，比X射线更容易满足。通常的透射电镜的加速电压为100~200kV，即电子波的波长为10-2~10-3nm数量级，而常见晶体的晶面间距为100~10-1nm数量级，于是
电子衍射原理
这表明，电子衍射的衍射角总是非常小，这是它的花样特征之所以区别X射线衍射的主要原因。
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电子衍射原理
（a）单晶体---排列十分整齐的许多斑点
（b）多晶体---一系列不同半径的同心圆环
（c）非晶------一个漫散的中心斑点
（d）准晶
（d）准晶
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衍射衬度
定义：对晶体样品，电子将发生相干散射即衍射。所以，在晶体样品的成像过程中，起决定作用的是晶体对电子的衍射。由样品各处衍射束强度的差异形成的衬度称为衍射衬度。
衍射强度影响因素：晶体取向和结构振幅。对没有成分差异的单相材料，衍射衬度是由样品各处满足布拉格条件程度的差异造成的。
衍衬成像和质厚衬度成像的重要差别：在形成显示质厚衬度的暗场像时，可以利用任意的散射电子。而形成显示衍射衬度的明场像或暗场像时，为获得高衬度高质量的图像，总是通过倾斜样品台获得所谓“双束条件”，即在选区衍射谱上除强的直射束外只有一个强衍射束。
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衍射衬度
以单相的多晶体薄膜样品为例。
设想薄膜内有两颗晶粒A和B，它们之间的唯一差别在于它们的