02 電子顯微

1、1第二部分電子顯微1磁透鏡的像差是怎樣產(chǎn)生的如何來消除和減少像差答：像差分為兩類：幾何像差和色差。?幾何像差是因?yàn)橥哥R磁場幾何形狀上的缺陷而造成的。幾何主要指球差和像散球差和像散。?色差是由于電子波的波長或能量發(fā)生一定幅度的改變而造成的。第一，采取穩(wěn)定加速電壓的方法可有效地減小色差。第二，單一能量或波長的電子束照射樣品物質(zhì)時(shí)，將與樣品原子的核外電子發(fā)生非彈性散射。一般來說，樣品越厚，電子能量損失或波長變化幅度越大，色差散焦斑越大，透鏡像

2、分辯率越差。所以應(yīng)盡可能減小樣品厚度，以利于提高透鏡像的分辯率。（球差球差：球差即球面像差，是由電磁透鏡磁場中，近軸區(qū)域?qū)﹄娮邮恼凵淠芰εc遠(yuǎn)軸區(qū)域不同而產(chǎn)生的。球差除了影響分辨本領(lǐng)外，還會(huì)引起圖像畸變。像散：像散：是由透鏡磁場非旋轉(zhuǎn)對稱引起的一種像差。像散散焦斑與焦距差ΔfA成正比，透鏡磁場非旋轉(zhuǎn)對稱性越明顯，焦距差越大，散焦斑越大，透鏡的分辨率越差。像散可以用機(jī)械、靜電或電磁式消像散器適當(dāng)?shù)丶右匝a(bǔ)償矯正。）2電子束和固體樣品作用時(shí)會(huì)

3、產(chǎn)生哪些信號？它們各具有什么特點(diǎn)？答：樣品在品在電子束的子束的轟擊轟擊下會(huì)產(chǎn)生：背散射電子，二次電子，吸收電子，透射電子，特征X射線，俄歇電子。1、背散射電子是指被固體是指被固體樣品中的原子核或核外品中的原子核或核外電子反子反彈回來的一部分入射回來的一部分入射電子。用子。用Ib示背散射背散射電子流。子流。特點(diǎn)：1)彈性背散射性背散射電子遠(yuǎn)比非比非彈性背散射性背散射電子所占的份子所占的份額多；2)能量高，例如能量高，例如彈性背散射，能量達(dá)

4、數(shù)千至數(shù)萬性背散射，能量達(dá)數(shù)千至數(shù)萬ev；3)背散射背散射電子束來自子束來自樣品表面幾百品表面幾百nm深度范深度范圍；4)其產(chǎn)額產(chǎn)額隨原子序數(shù)增大而增多隨原子序數(shù)增大而增多；5)用作形貌分析、成分分析（原子序數(shù)用作形貌分析、成分分析（原子序數(shù)襯度）以及度）以及結(jié)構(gòu)分析（通道花構(gòu)分析（通道花樣）2、二次電子在入射電子作用下被轟擊出來并離開樣品表面的樣品原子的核外電子。用IS表示二次電子流。1)二次二次電子能量子能量較低。一般不超低。一般不

5、超過50ev，大部分幾，大部分幾ev；2)來自表來自表層5—10nm深度范深度范圍；3)對樣對樣品表面化狀品表面化狀態(tài)十分敏感，因此能有效地反映十分敏感，因此能有效地反映樣品表面的形貌；品表面的形貌；4)其產(chǎn)額產(chǎn)額與原子序數(shù)與原子序數(shù)間沒有明沒有明顯的依的依賴關(guān)系。因此，不能關(guān)系。因此，不能進(jìn)行成分分析。行成分分析。3、吸收、吸收電子：入射電子進(jìn)入樣品后，經(jīng)多次非彈性散射，能量損失殆盡，最后被樣品吸收。用IA示吸收電子流。若。若樣品足品

6、足夠厚，透射厚，透射電子流子流IT=0，則有IA=I0（IbIS）(I0—入射入射電子流子流)1)吸收吸收電子信號子信號調(diào)制成制成圖像，其像，其襯度恰好和度恰好和S、E或B、E信號信號調(diào)制圖像襯度相反度相反2)與背散射與背散射電子的子的襯度互度互補(bǔ)。入射。入射電子束射入一個(gè)多元素子束射入一個(gè)多元素樣品中品中時(shí)，因，因Se產(chǎn)額產(chǎn)額與原子與原子序數(shù)無關(guān)，序數(shù)無關(guān)，則背散射背散射電子較多的部位（多的部位（Z較大）其吸收大）其吸收電子的數(shù)量就減

7、少，反之亦然；子的數(shù)量就減少，反之亦然；3)吸收吸收電子能子能產(chǎn)生原子序數(shù)生原子序數(shù)襯度，即可用來度，即可用來進(jìn)行定性的微區(qū)成分分析行定性的微區(qū)成分分析。4、透射電子：如樣品足夠薄，則會(huì)有一部分入射電子穿過樣品而成透射電子。用IT示透射電子流。1)透射透射電子信號由微區(qū)的厚度，成分和晶體子信號由微區(qū)的厚度，成分和晶體結(jié)構(gòu)決定構(gòu)決定2)透射透射電子包括：子包括：彈性散射性散射電子和非子和非彈性散射性散射電子（各種不同能量子（各種不同能量損

8、失，特征失，特征38說明透射電子顯微鏡成像系統(tǒng)的主要構(gòu)成、安裝位置、特點(diǎn)及其作用。9為什么TEM既能選區(qū)成像又能選區(qū)衍射？怎樣才能做到兩者所選區(qū)域的一致性。在實(shí)際應(yīng)用方面有和重要意義？10何謂襯度？TEM能產(chǎn)生哪幾種襯度象，是怎樣產(chǎn)生的，都有何用途答：襯度是指圖象上不同區(qū)域間明暗程度的差別。TEM能產(chǎn)生質(zhì)厚襯度象、衍射襯度象及相位襯度象。質(zhì)厚襯度是由于樣品不同微區(qū)間存在的原子序數(shù)或厚度的差異而形成的，適用于對復(fù)型膜試樣電子圖象作出解釋。

9、晶體試樣在進(jìn)行電鏡觀察時(shí)，由于各處晶體取向不同和(或)晶體結(jié)構(gòu)不同，滿足布拉格條件的程度不同，使得對應(yīng)試樣下表面處有不同的衍射效果，從而在下表面形成一個(gè)隨位置而異的衍射振幅分布，這樣形成的襯度，稱為衍射襯度。衍襯技術(shù)被廣泛應(yīng)用于研究晶體缺陷。如果透射束與衍射束可以重新組合，從而保持它們的振幅和位相，則可直接得到產(chǎn)生衍射的那些晶面的晶格象，或者一個(gè)個(gè)原子的晶體結(jié)構(gòu)象。這就是相位襯度象，僅適于很薄的晶體試樣(≈100)。11如何操作透射電子

10、顯微鏡使其從成像方式轉(zhuǎn)為衍射方式12哪些因素影響著透射電鏡的分辨率？它們的影響程度如何？如果透射電鏡的分辨率極高，此時(shí)它的景深和焦長如何？13圖說明衍襯成像原理，并說明什么是明場像、暗場像和中心暗場像。衍射成像原理：衍射成像原理：設(shè)薄膜有薄膜有A、B兩晶粒，兩晶粒，B內(nèi)的某內(nèi)的某(hkl)晶面晶面嚴(yán)格滿足Bragg條件，或條件，或B晶粒晶粒內(nèi)滿足“雙光束條件雙光束條件”，則通過(hkl)衍射使入射衍射使入射強(qiáng)度I0分解分解為Ihkl和I

11、OIhkl兩部分；兩部分；A晶粒內(nèi)所有晶面與粒內(nèi)所有晶面與Bragg角相差角相差較大，不能大，不能產(chǎn)生衍射。生衍射。?明場成像:只讓中心透射束穿過物鏡光欄形成的衍襯像稱為明場鏡。?暗場成像:只讓某一衍射束通過物鏡光欄形成的衍襯像稱為暗場像。?中心暗場像:入射電子束相對衍射晶面傾斜角，此時(shí)衍射斑將移到透鏡的中心位置，該衍射束通過物鏡光欄形成的衍襯像稱為中心暗場成像。14什么是衍射襯度它與質(zhì)厚襯度有什么區(qū)別答：由樣品各品各處衍射束衍射束強(qiáng)度