透射电子显微镜 TEM的结构与成像原理 主要部件的结构与工作原理 TEM主要性能指标及测定
透射电子显微镜 ◆ TEM的结构与成像原理 ◆ 主要部件的结构与工作原理 ◆ TEM主要性能指标及测定
电子束与固体样品作用时产生的信号 人射电子 背散射电子 特征X射线 二次电子 A 俄歇电子 试样 吸收电子 透射电子
电子束与固体样品作用时产生的信号
电子束与固体样品作用时产生的信号 1.吸收电子 入射电子进入样品，经多次弹性（非）散射，能量损 失殆尽，被样品吸收的电子 因i妇=io一(+is),吸收电子也可作SEM的测试 信号 2.透射电子 试样厚度小于入射电子的穿透厚度，从试样背面 射出；如试样厚度小于20nm,主要是弹性透射，成 像清晰，试样厚，出现非弹性透射电子，成像差.透 射电子是透射电镜的物理信号
电子束与固体样品作用时产生的信号 1.吸收电子 入射电子进入样品,经多次弹性(非)散射,能量损 失殆尽,被样品吸收的电子 因ia=i0－(ib+is ) ，吸收电子也可作SEM的测试 信号 2.透射电子 试样厚度小于入射电子的穿透厚度,从试样背面 射出;如试样厚度小于20nm,主要是弹性透射,成 像清晰,试样厚,出现非弹性透射电子,成像差.透 射电子是透射电镜的物理信号
电子束与固体样品作用时产生的信号 3.背射电子 弹性背射电子：与原子核作用，散射角大于90，无 能量损失. 非弹性背射电子：与核外电子作用，方向能量均改 变，散射角大于90° SEM利用背射电子反映试样表面形貌、微区成 分分布. 4.二次电子 入射电子与原子核外电子碰撞，将核外层电子激 发脱离原子核，成为自由电子.（二次电子） 由于其能量小.只能自表面逸出，所以SEM利用其 作形貌分析
电子束与固体样品作用时产生的信号 3.背射电子 弹性背射电子:与原子核作用,散射角大于900 ,无 能量损失. 非弹性背射电子:与核外电子作用,方向能量均改 变,散射角大于900 . SEM利用背射电子反映试样表面形貌、微区成 分分布. 4.二次电子 入射电子与原子核外电子碰撞,将核外层电子激 发脱离原子核,成为自由电子.(二次电子). 由于其能量小.只能自表面逸出,所以SEM利用其 作形貌分析
电子束与固体样品作用时产生的信号 5.特征X射线 入射电子具足够能量，将试样原子内层电子激发， 高能量层电子填充空位，能量差以特征X射线形 式辐射.其波长反映了照射区的成分特性，是电 子探针的物理信号 6.俄歇电子 俄歇电子自表面10A0内产生逸出，用于试样表层 成分分析
电子束与固体样品作用时产生的信号 5.特征X射线 入射电子具足够能量,将试样原子内层电子激发, 高能量层电子填充空位,能量差以特征X射线形 式辐射.其波长反映了照射区的成分特性,是电 子探针的物理信号 6.俄歇电子 俄歇电子自表面10A0内产生逸出,用于试样表层 成分分析
§TEM的结构与成像原理 成像原理 ■采用聚集电子束为照明源照射试样，产生 透射电子信号 试样各区域的组织结构不同，透射电子的 强度不同，其与试样相应区域形貌、组织 结构一一对应. ■反映各微区组织结构特征的透射电子束， 经多级聚集放大，在荧光屏上，各微区电子 强度分布再现试样组织结构形貌
§TEM的结构与成像原理 一、 成像原理 采用聚集电子束为照明源照射试样,产生 透射电子信号. 试样各区域的组织结构不同,透射电子的 强度不同,其与试样相应区域形貌、组织 结构一一对应. 反映各微区组织结构特征的透射电子束, 经多级聚集放大,在荧光屏上,各微区电子 强度分布再现试样组织结构形貌
JEM-2100F型场发射枪电镜 加速电压200KV 可连续设置加速电压 热场发射枪 晶格分辨率1.9A 点分辨率2.4A 最小电子束直径1nm 能量分辨率约lev 倾转角度=士20度 B=±20度 JEM-2100透射电镜 加速电压200KV LaB6灯丝 点分辨率1.94A
JEM-2100F型场发射枪电镜 JEM-2100透射电镜 加速电压200KV LaB6灯丝 点分辨率 1.94Å 加速电压200KV 可连续设置加速电压 热场发射枪 晶格分辨率 1.9Å 点分辨率 2.4Å 最小电子束直径1nm 能量分辨率约1ev 倾转角度α=±20度 β=±20度
二、 TEM结构-一一电子光学系统 光源 电子镜 聚光镜 聚光镜 试样 试样 物镜 物镜 中间象 中间象 投影镜 目镜 毛玻璃 照相底板
二、 TEM结构---电子光学系统
Structure of a TEM Example TEM schematic One of many types of TEMs Filament PHILIPS Wehnelt "Gun" Anode 照明系 Condensor aperture 1 8日 Gun deflectors (may be adustable by user depending on TEM type) 统 Condensor lens 1 Condensor stigmator Fixed aperture Condensor lens 2 Beam deflectors Condensor aperture 2 Sample holder Objective stigmator Objective lens upper Objective lens lower 品 Objective aperture Selected area aperture Image deflectors 室 (or immediate aperture) Intermediate lens Diffraction stigmator 成像系 11 Projector lens 1 Projector lens 2 统/图像 CCD camera Beam axis 观察 Viewing screen 9
9 Structure of a TEM 照明系 统 成像系 统/图像 观察 样品 室
Condenser aperture Objective aperture Selected area aperture 10 @任辛
10 Condenser aperture Objective aperture Selected area aperture