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1、透射电镜光路第1页，本讲稿共28页透射电镜的电子光学透射电镜的电子光学第2页，本讲稿共28页透镜透镜-磁透镜磁透镜有极靴有极靴Bz没有没有极极靴靴短线圈短线圈透射电镜中心透射电镜中心 不同情况下的轴向磁感应强度分布不同情况下的轴向磁感应强度分布ACOOZ 电磁透镜的聚焦原理示意图电磁透镜的聚焦原理示意图 用磁场来使电子波聚焦成像。用磁场来使电子波聚焦成像。第3页，本讲稿共28页成像成像-公式公式焦距总是正的，是一种变焦焦距总是正的，是一种变焦距或变倍率的汇聚透镜。距或变倍率的汇聚透镜。第4页，本讲稿共28页成像成像-像差（球差）像差（球差）P1透镜透镜PP2球差球差 最小散最小散焦圆斑焦圆斑光
2、轴光轴第5页，本讲稿共28页成像成像-像差（像差（像散像散）消像散器消像散器像散像散 弱聚焦弱聚焦P1P光轴光轴P2强聚焦强聚焦最小散最小散焦圆斑焦圆斑透镜透镜第6页，本讲稿共28页成像成像-像差（像差（色差色差）色差色差 束流稳定的电子束束流稳定的电子束第7页，本讲稿共28页 分辨率分辨率-景深和焦长景深和焦长景深景深:不影响分辨率条件下不影响分辨率条件下,电电磁透磁透镜镜物平面允物平面允许许的的轴轴向偏差向偏差。焦焦长长:不影响透不影响透镜镜分辨率条件下分辨率条件下,像平面可沿像平面可沿轴轴向平移距离向平移距离。第8页，本讲稿共28页第9页，本讲稿共28页透射电镜的结构透射电镜的结构第10
3、页，本讲稿共28页电子光学系统电子光学系统真空系统真空系统供电系统供电系统第11页，本讲稿共28页电子枪聚光镜试样物镜中间象投影镜观察屏照相底板电子光学系统电子光学系统照明系统照明系统成像系统成像系统观察记录系统观察记录系统第12页，本讲稿共28页照明系统照明系统w组成组成:电子枪、聚光镜等电子枪、聚光镜等.w作用作用:提供一束高亮度、孔径半角小、提供一束高亮度、孔径半角小、平行度好、束流稳定的电子波平行度好、束流稳定的电子波 第13页，本讲稿共28页衬度光阑衬度光阑选区光阑选区光阑聚光镜光阑聚光镜光阑样品台样品台物镜物镜中间镜中间镜投影镜投影镜消像散器消像散器偏转线圈偏转线圈中间镜中间镜投影
4、镜投影镜第14页，本讲稿共28页透射电镜的电子衍射透射电镜的电子衍射第15页，本讲稿共28页电子衍射原理图电子衍射原理图 物镜物镜背焦平面背焦平面中间镜物平面中间镜物平面衬度光阑衬度光阑物镜像平面物镜像平面选区光阑选区光阑中间镜中间镜中间镜像平面中间镜像平面第16页，本讲稿共28页*电子衍射基本公式电子衍射基本公式 电电子子衍衍射射操操作作是是把把例例易易阵阵点点的的图图像像进进行行空空间间转转换换并并在在正正空空间间中中记记录录下下来来。用用底底片片记记录录下下来来的的图图像像称称为为衍衍射射花样。花样。平行入射束与试样作用产生衍射束，同方向衍射束经物镜作用平行入射束与试样作用产生衍射束，同
5、方向衍射束经物镜作用于物镜后焦面会聚成衍射斑。透射束会聚成中心斑或称透射斑。于物镜后焦面会聚成衍射斑。透射束会聚成中心斑或称透射斑。衍射花样相当于倒易点阵被反射球所截的二维倒易面的放大衍射花样相当于倒易点阵被反射球所截的二维倒易面的放大投影。从几何观点看，倒易点阵是晶体点阵的另一种表达式，投影。从几何观点看，倒易点阵是晶体点阵的另一种表达式，但从衍射观点看，有些倒易点阵也是衍射点阵。但从衍射观点看，有些倒易点阵也是衍射点阵。第17页，本讲稿共28页2q试样试样入射束入射束爱瓦尔德球爱瓦尔德球倒易点阵倒易点阵底板底板 电子衍射花样形成示意图电子衍射花样形成示意图第18页，本讲稿共28页第19页，
6、本讲稿共28页透射电镜的显微成像透射电镜的显微成像第20页，本讲稿共28页物镜物镜中间镜中间镜投影镜投影镜选区光阑选区光阑物镜像平面物镜像平面中间镜物平面中间镜物平面衬度光阑衬度光阑物镜焦平面物镜焦平面第21页，本讲稿共28页衍衬成像衍衬成像 晶体试样各部分满足布拉格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。反射条件不同和结构振幅的差异。第22页，本讲稿共28页第23页，本讲稿共28页衍衬成像衍衬成像-明、暗场像 w明场像（BF）上述采用物镜光栏将衍射束挡掉，只让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。w暗场像用物镜光栏挡住透射束及其余衍射束，而只让一束强
7、衍射束通过光栏参与成像的方法，称为暗场成像，所得图象为暗场像。暗场成像有两种方法：偏心暗场像（DF）与中心暗场像（CDF）。第24页，本讲稿共28页衍射成像原理（a）明场像（b）中心暗场衍射成像 第25页，本讲稿共28页衍衬成像衍衬成像-用途用途(晶体缺陷分析晶体缺陷分析)w层错层错w孪晶孪晶w位错位错w第二相粒子第二相粒子“应变场衬度应变场衬度”:晶体内存在第晶格畸晶体内存在第晶格畸变变,存在畸变的晶体部分和不产生畸变的存在畸变的晶体部分和不产生畸变的晶体部分之间出现衬度差别，这些情况引晶体部分之间出现衬度差别，这些情况引起衬度。起衬度。第26页，本讲稿共28页质厚成像质厚成像 对于非晶薄膜而言原子序数越大、密度对于非晶薄膜而言原子序数越大、密度越大、样品越厚被散射到物镜光阑外的电子越大、样品越厚被散射到物镜光阑外的电子就越多，参与成像的电子强度越低。就越多，参与成像的电子强度越低。第27页，本讲稿共28页IAIBII0IAIBII0质厚衬度原理 第28页，本讲稿共28页