透射电镜的构造.ppt

1、透射电镜的基本构造透射电镜的基本构造内容内容照明系统照明系统电子枪，聚光镜电子枪，聚光镜成像系统成像系统物镜物镜放大系统放大系统中间镜，投影镜中间镜，投影镜记录系统记录系统其他其他光阑光阑样品杆样品杆消像散器消像散器透射电镜的基本构造透射电镜的基本构造照明系统照明系统成像放大系统成像放大系统观察记录系统观察记录系统透射电镜的基本构造透射电镜的基本构造- -照明系统照明系统电子枪电子枪-产生电子产生电子热发射热发射-W灯丝，灯丝，LaB6灯丝灯丝透射电镜的基本构造透射电镜的基本构造- -照明系统照明系统场发射场发射-冷场发射，热场发射冷场发射，热场发射热场发射热场发射-W/ZrO，亮度高，相干性

2、好，亮度高，相干性好电子枪性能比较电子枪性能比较热发射热发射场发射场发射WLaB6 热阴极ZrO/W (110)冷阴极W(310)亮度 (200kV)/A. cm-2. str-1约5105约5106约5108约5108光源尺寸50m10m0.11m10-100nm能量发散度2.31.50.60.80.30.5使用条件真空度/Pa10-310-510-710-8温度/K280018001800300发射电流/A约100约20约10020100短时间稳定度1%1%1%5%长时间稳定度1%/h3%/h1%/h5%/15min电流效率100%100%10%1%维修无需无需安装稍费时间数小时一次fla

3、shing价格/操作性便宜/简单便宜/简单贵/容易贵/复杂透射电镜的基本构造透射电镜的基本构造-照明系统照明系统四个聚光镜：四个聚光镜：C1、C2、C3、CM第一聚光镜第一聚光镜（C1）-短焦距的强透镜短焦距的强透镜将电子束最小交叉截面缩小，并成像在将电子束最小交叉截面缩小，并成像在C2的的共轭面（物平面）上共轭面（物平面）上第二聚光镜第二聚光镜（C2）-长焦距的弱透镜长焦距的弱透镜控制照明孔径角和照明面积控制照明孔径角和照明面积Mini聚光镜聚光镜改变会聚角改变会聚角照明系统总的功能是为成像系统提供一个亮度高、尺照明系统总的功能是为成像系统提供一个亮度高、尺寸小或平行的照明电子束。寸小或平行

4、的照明电子束。透射电镜的基本构造透射电镜的基本构造-成像系统成像系统物镜物镜成一次放大像（成一次放大像（100-300）和电子衍射花样）和电子衍射花样物镜的性能决定成像的质量物镜的性能决定成像的质量透射电镜的基本构造透射电镜的基本构造-成像系统成像系统物镜的特征参数物镜的特征参数焦距（焦距（f0）-焦距越大，图像衬度越好焦距越大，图像衬度越好球差系数（球差系数（Cs）-决定电镜的点分辨率决定电镜的点分辨率色差系数（色差系数（Cc）-引起物镜焦距的变化引起物镜焦距的变化聚焦的最小可变量（聚焦的最小可变量（f）- 决定了最小离焦步长决定了最小离焦步长透射电镜的基本构造透射电镜的基本构造-放大系统放

5、大系统中间镜中间镜可变倍率的弱磁透镜可变倍率的弱磁透镜把物镜形成的一次放大像或衍射谱投射到投影镜的物把物镜形成的一次放大像或衍射谱投射到投影镜的物平面上平面上物镜和投影镜的放大倍数一般是固定的，改变电镜总物镜和投影镜的放大倍数一般是固定的，改变电镜总的放大倍数是通过改变中间镜的放大倍数来实现的。的放大倍数是通过改变中间镜的放大倍数来实现的。投影镜投影镜短焦距的强磁透镜短焦距的强磁透镜把经中间镜放大的二次中间像或衍射谱放大到荧光屏把经中间镜放大的二次中间像或衍射谱放大到荧光屏上上衍射模式衍射模式成像模式成像模式透射电镜的基本构造透射电镜的基本构造-观察记录系统观察记录系统荧光屏荧光屏涂了一层荧光

6、粉（涂了一层荧光粉（ZnS）的铝板，添加少量活化原子）的铝板，添加少量活化原子如铜或锰可以改变荧光的颜色。如铜或锰可以改变荧光的颜色。照相底片照相底片片状的胶片，一面有明胶层，含有均匀分散的片状的胶片，一面有明胶层，含有均匀分散的10%卤化银颗粒卤化银颗粒价格便宜，但缺乏实时性，而且需要进行后续处理价格便宜，但缺乏实时性，而且需要进行后续处理透射电镜的基本构造透射电镜的基本构造-观察记录系统观察记录系统CCD（电荷耦合装置）相机（电荷耦合装置）相机灵敏度高，动态范围宽，成数字像，对图像进行实灵敏度高，动态范围宽，成数字像，对图像进行实时观察时观察价格高价格高电子电子光子光子与光强成比例的电荷与

7、光强成比例的电荷检出电信号检出电信号透射电镜的基本构造透射电镜的基本构造- -观察记录系统观察记录系统成像板成像板表面为一层细微晶表面为一层细微晶体，可储存高能幅体，可储存高能幅射；存储层位于顶射；存储层位于顶部细薄的保护层与部细薄的保护层与聚脂支撑层之间；聚脂支撑层之间；另有一金属支撑层另有一金属支撑层稳定底片。稳定底片。未使用成像板未使用成像板曝光曝光电子和空位对电子和空位对读出像读出像记录的电子像变记录的电子像变成光的像读出成光的像读出消除消除强光照射时，残强光照射时，残留的微量电子像留的微量电子像消失，可再次使消失，可再次使用用透射电镜的基本构造透射电镜的基本构造-光阑光阑聚光镜光阑聚

8、光镜光阑改变照明孔径角改变照明孔径角常装在第二聚光镜的下方常装在第二聚光镜的下方七孔光阑的工作原理七孔光阑的工作原理透射电镜的基本构造透射电镜的基本构造- -光阑光阑物镜光阑物镜光阑(衬度光阑衬度光阑)位于物镜的后焦面上，挡住散射角较大的电子从而提位于物镜的后焦面上，挡住散射角较大的电子从而提高图像衬度高图像衬度做明暗场像做明暗场像透射电镜的基本构造透射电镜的基本构造- -光阑光阑选区光阑选区光阑（限场光阑）（限场光阑）位于物镜的像平面附近，限制试样成像或产生衍射位于物镜的像平面附近，限制试样成像或产生衍射的范围的范围为了分析样品上的一个微小区域，应该在样品上放为了分析样品上的一个微小区域，应

9、该在样品上放一个光阑，使电子束只能通过光阑孔限定的微区一个光阑，使电子束只能通过光阑孔限定的微区- -选选区电子衍射区电子衍射25 在晶体结构分析中，利用样品倾斜和旋转装置可在晶体结构分析中，利用样品倾斜和旋转装置可以测定晶体的位向、相变时的惯习面以及析出相的以测定晶体的位向、相变时的惯习面以及析出相的方位等。方位等。 透射电镜的基本构造透射电镜的基本构造- -测角台、样品杆测角台、样品杆透射电镜的基本构造-样品杆电子束倾斜和平移装置电子束倾斜和平移装置电子显微镜带有电磁偏转器，利用电磁偏转器可以电子显微镜带有电磁偏转器，利用电磁偏转器可以使入射电子束平移和倾斜。使入射电子束平移和倾斜。利用电

10、子束原位倾斜可以进行所谓中心暗场的成像利用电子束原位倾斜可以进行所谓中心暗场的成像操作。操作。电子束平移和倾斜的原理图电子束平移和倾斜的原理图 a）平移）平移 b）倾斜）倾斜32 消像散器可以是机械式的，也可以是电磁式消像散器可以是机械式的，也可以是电磁式的。的。 机械式的是在磁透镜的磁场周围放置几块位置机械式的是在磁透镜的磁场周围放置几块位置可以调节的导磁体，用它们来吸引一部分磁场，可以调节的导磁体，用它们来吸引一部分磁场，把固有的椭圆形磁场校正成接近旋转对称的磁场。把固有的椭圆形磁场校正成接近旋转对称的磁场。 消像散器一般都安装在透镜的上、下极靴之间。消像散器一般都安装在透镜的上、下极靴之间。透射电镜的基本构造透射电镜的基本构造- -消像散器消像散器33电磁式消像散器示意图电磁式消像散器示意图有物镜像散有物镜像散欠焦欠焦过焦过焦无物镜像散无物镜像散有物镜像散无物镜像散