TEM构成及操作课件.ppt

1、材料的现代分析测试材料的现代分析测试透射电镜分析技术上海大学微结构重点实验室上海大学微结构重点实验室上海大学分析测试中心上海大学分析测试中心李强李强材料的现代分析测试材料的现代分析测试学习内容学习内容TEM分析技术的基本原理。样品制备TEM数据及图象的获得、分析和处理。实践技能（设备现场操作实践）主要参考书：1.分析电子显微学导论，戎咏华等，高等教育出版社，20062.金属电子显微分析，陈世朴，王永瑞合编，机械工业出版社，19823.材料评价的分析电子显微方法，进藤 大辅，及川 哲夫合著，刘安生译，冶金工业出版社,20014.材料现代分析方法，左演生等主编，北京工业大学出版社，2000材料的现

2、代分析测试材料的现代分析测试概述 用途 发展 电镜大观材料的现代分析测试材料的现代分析测试材料的现代分析测试材料的现代分析测试透射电镜的材料研究领域实际上是高能电子与物质的相互作用，利用各种手段探测与物质作用的电子的各种特征以及其激发的其它信号（如X射线），从而能帮助我们获取物质微观（甚至原子尺度）的信息。形貌原子结构、电子结构、化学成分等信息。材料的现代分析测试材料的现代分析测试半导体材料方面应用例子半导体材料方面应用例子材料的现代分析测试材料的现代分析测试.8 m1 m金属材料方面应用例子金属材料方面应用例子材料的现代分析测试材料的现代分析测试肌病变线粒体肌病变线粒体生命科学方面生命科学方

3、面应用应用材料的现代分析测试材料的现代分析测试220111000002110 direction reciprocal lattice for f.c.c.structure结构分析结构分析-电子衍射电子衍射材料的现代分析测试材料的现代分析测试能谱分析例子能谱分析例子材料的现代分析测试材料的现代分析测试电子能量损失谱化学成分和精细的电子结构270300330360390420030006000900012000强度能量损失(eV)非 晶 碳石墨金刚石材料的现代分析测试材料的现代分析测试材料的现代分析测试材料的现代分析测试材料科学与工程的研究内容以及材料科学与工程的研究内容以及相互间的关系相互间

4、的关系-显微分析的重要性显微分析的重要性材料的现代分析测试材料的现代分析测试 材料研究的基本任务就是根据材料实际使用所需的性能来设计成分和工艺，以获得理想的微观组织，从而达到预期的性能。在上述材料的研究链中，材料的微观组织直接决定了材料的性能，因此根据材料的微观组织，我们就能分析和判断材料的性能好坏；同时，材料的微观组织取决于成分和工艺，因此根据材料的微观组织能分析和判断成分和工艺设计是否合理。所以，材料微观组织的表征，包括材料的微区成分、点阵结构和组织形貌的分析极为重要。TEM具备综合的优势，是现代材料科学研究的重要工具。材料的现代分析测试材料的现代分析测试 1925年德布罗意提出微观粒子的

5、波粒两重性假说，在1927年由Thompson、Davisson和Germer的电子衍射实验所证实，奠定了电子显微镜的理论基础。1934年Knoll和Ruska发明了电子显微镜。1939年西门子推出了世界上第一台商品电子显微镜。1965年第一批商品化的扫描电子显微镜在英国问世。我国1958年生产了第一台透射电子显微镜，1975年生产了第一台扫描电子显微镜。电子显微镜的历史材料的现代分析测试材料的现代分析测试 电子显微镜首先在医学生物上得到应用，随后用于金属材料研究。1949年海登莱西（Heidenreich）第一个用透射电镜观察了用电解减薄的铝试样；50年代开始，电镜直接观察到位错层错等以前只

6、能在理论上描述的物理现象；1970年日本学者首次用透射电镜直接观察到重金属金的原子近程有序排列，实现了人类直接观察原子的夙愿。材料的现代分析测试材料的现代分析测试电镜发展电镜发展成像与变倍 选区电子衍射 衍衬成像（明场像，中心暗场像，弱束暗场像）高分辨成像（相位衬度）会聚束电子衍射（包括微/纳米衍射）X射线能谱和电子能量损失谱成分分析和成像 高分辨原子序数衬度（Z衬度）成像 负球差系数成像 全息成像等。材料的现代分析测试材料的现代分析测试材料的现代分析测试材料的现代分析测试材料的现代分析测试材料的现代分析测试JEM200CX材料的现代分析测试材料的现代分析测试JEM2010F材料的现代分析测试

7、材料的现代分析测试JEM2100F材料的现代分析测试材料的现代分析测试JEM-2200FS材料的现代分析测试材料的现代分析测试球差校正球差校正材料的现代分析测试材料的现代分析测试JEM-3000F材料的现代分析测试材料的现代分析测试JEM-1250材料的现代分析测试材料的现代分析测试JEM-ARM200F球差校正,透射像分辨率：0.05 nm扫描透射图像分辨率:0.063 nm JEM-ARM300FJEM-ARM200F（CFEG）材料的现代分析测试材料的现代分析测试Hitachi TEMs120kV H-7600200kV hf2200300kV HF3000材料的现代分析测试材料的现代分

8、析测试TECNAI G2 F20 automated TEMIt also has a high level of automation and intelligence without limiting the full control that experienced users may want to have.Its advanced windows protocols and registry allow users to complete their research or analysis in a timely fashion材料的现代分析测试材料的现代分析测试FEI公司的公司

9、的Titan G2 and Titan3 G2 60-300材料的现代分析测试材料的现代分析测试Zeiss LIBRA EFTEMAberration corrected Energy Filtered TEM 球差校正能量过滤透射电镜The LIBRA 200FE is the first EFTEM that combines the versatility of the new In-column corrected OMEGA energy filter with a highly efficient field emission system and Koehler illumina

10、tion.材料的现代分析测试材料的现代分析测试Hitachi HD2000 STEM-a new breed of SEM/STEM toolsThe HD-2000 has been developed in response to the need for high sample throughput,measurement and analysis of advanced semiconductor and magnetic devices as well as other advanced materials.跟扫描电镜非常相似材料的现代分析测试材料的现代分析测试JEOL JEM250

11、0SEThe new JEM-2500SE is an easy-to-use STEM designed for professional researchers who demand efficiency and high performance.The JEM-2500SE works like a SEM,but provides the high-resolution results of a TEM。针对半导体行业材料的现代分析测试材料的现代分析测试2.电镜基本原理及构造材料的现代分析测试材料的现代分析测试 微观粒子的波粒两重性理论基础 带电粒子在电场中的运动电子加速 带电粒子在磁

12、场中的运动电磁透镜 电子在磁场中运动时受到洛伦兹力的作用会发生偏转。只要设计出合理的磁场强度和分布磁透镜，电子通过该磁透镜就会发生聚焦。因此，磁透镜对电子束来说，也具有像玻璃透镜对可见光一样的参量焦点、焦距、焦面。材料的现代分析测试材料的现代分析测试与光学显微镜相比较材料的现代分析测试材料的现代分析测试材料的现代分析测试材料的现代分析测试具有一定能量的离子、电子和光子束与具有一定能量的离子、电子和光子束与物质相互作用时，可产生各种不同的信物质相互作用时，可产生各种不同的信息，收集分析这些信息，就可以了解被息，收集分析这些信息，就可以了解被作用物质的特性。如果能将这种作用物质的特性。如果能将这种

13、“三子三子”聚焦成微细束斑，则可进行物质的微聚焦成微细束斑，则可进行物质的微区分析工作。区分析工作。材料的现代分析测试材料的现代分析测试能量为能量为E1的电子束入射后与原子碰撞产生各种能的电子束入射后与原子碰撞产生各种能量分布的电子信息量分布的电子信息可分三个区：1 靠近0eV区，有一个约为10eV宽的峰，是由激发电子再次激发别的电子产生大量的二次电子，平均能量较低，只能从靠近表面的原子层中出射，所以可作形貌观察-SEM。2 与入射电子能量接近的E1弹性散射电子。由于电子的入射深度以及原子的电子壳层中电子激发程度都与原子种类（原子序数大小）有关，所以也可作为原子种类的粗略区分-背散射电子。3

14、在两个峰间的非弹性散射电子较弱，但有许多小峰，可分两类：一类小峰的能量与入射电子的能量无关，这是俄歇电子；另一类与E1能量有关，以E1能量为基础并相差E 的各种不连续能量损失峰。包括以下三种：1，激发晶格振动或吸附分子振动能的跃迁，损失能量在几十至几百meV 范围。2，激 发价电子跃迁，能量损失值在1-10eV 左 右。3，激发蕊能级电子跃迁，能量损失 在102103eV 左右量级。材料的现代分析测试材料的现代分析测试原子的激发及去激发过程原子的激发及去激发过程 原子的激发及去激发过程光子、X射线及俄歇电子的发生。由于这种原子去激发过程时释放的能量与原子的电子壳层结构有关，因此，收集分析这些去

15、激发过程时释放的光子、X射线及俄歇电子的 能量，就可以了解原子的种类。材料的现代分析测试材料的现代分析测试电子束与固体物质作用的深度信息电子束与固体物质作用的深度信息材料的现代分析测试材料的现代分析测试 可以分辨的两个点的最短距离称为显微镜的分辨率分辨率。人的眼睛的分辨本领为0.5mm左右。根据光学原理，两个发光点的分辨距离为：式中：r0-两物点的间距；-光线的波长；n-透镜周围介质的折射率；nsin-数值孔径，用N.A表示。显微镜的分辨率取决于光的波长，光学玻璃透镜孔径角一般为70-75o，分辨率可以达到照明光波长的1/2。可见光的波长范围为3900-7600A，故而光学显微镜的分辨率不可能

16、高于2000A。电子的波长很短,电子显微镜的孔径半角很小，大约在10-2-10-3弧度左右。所以电子显微镜分辨率比光学显微镜高1000倍左右。电子显微镜分辨率电子显微镜分辨率材料的现代分析测试材料的现代分析测试影响电镜分辨率的主要因素影响电镜分辨率的主要因素电子能量分布电子枪供电系统和电子枪特性系统真空度透镜特性供电系统和透镜特性环境温度，磁场和震动材料的现代分析测试材料的现代分析测试球差和色差球差和色差材料的现代分析测试材料的现代分析测试球差球差-透镜因素透镜因素A物平面N高斯平面（通过旁轴电子形成的象点,与轴线垂直作一平面）M最小糢糊圆0孔径角（发射电子相对于中心束的最大夹角，电镜中一般为

17、10-210-3弧度）非旁轴电子对旁轴电子来说，增加了附加偏转会聚能力，在更靠近物平面的地方聚焦。减小0可减少球差，因此需要采用增加光阑的办法。材料的现代分析测试材料的现代分析测试色差色差-电子源因素电子源因素焦距和象转角均随电子速度变化而不同-电子能量差异。中心色差中心色差 f(焦距)V/（NI）2 加速电压（V）和透镜电流（I）分别变化V和I时，f变化为f.旋转色差旋转色差 象转角随加速电压和电流的波动而变化，造成象点被拉长，离轴愈远，象点就被拉得越长。材料的现代分析测试材料的现代分析测试象散象散-透镜因素透镜因素 磁透镜的非轴对称会引起象散，但可以采用添加消象散装置及进行消象散操作进行补

18、偿。材料的现代分析测试材料的现代分析测试透射模式(TEM Mode)：质厚衬度像：质量和厚度不同，衬度不同衍射衬度像：满足布拉格衍射条件的程度不同，衬度不同 相位衬度像(高分辨像)：透射束和衍射束相互干涉，形成一种反映晶体点阵周期性的条纹像和结构像电子衍射花样：晶体结构分析的重要手段点分辨率：0.19nm；空间分辨率：0.5nm很容易实现晶格尺度的观察很容易实现晶格尺度的观察(透射电镜最常规的观察模式透射电镜最常规的观察模式)扫描透射模式(STEM Mode)：明场像(BF)、暗场像(DF)、HAADF像实质：卢瑟福散射；点分辨率：0.20nm可以实现原子尺度的观察可以实现原子尺度的观察(常态

19、否常态否?)?)，元素面分布分析很有效，元素面分布分析很有效能量过滤像模式(Filter mode)：以特征损失峰成像实质：能量损失谱；能量分辨率：0.75eV能量分辨率极大提高，轻元素分析效果好能量分辨率极大提高，轻元素分析效果好透射电镜中几种衬度的形成机制透射电镜中几种衬度的形成机制材料的现代分析测试材料的现代分析测试形貌像衬度的形成形貌像衬度的形成 衬度衬度:图象各个部分光强度的差别。样品各个部分对电子不同散射 的特性构成了象的衬度差别。散射特性与Z，A，t，P，V 等有关，电子受重原子（Z大）弹性散射的可能性大，快速电子受弹性散射的可能性小，质量厚度大，则弹性散射的可能性大。电子通过（

20、入射）样品原子的静电场时，两者作用的结果可表现为运动方向和能量的改变，当电子的路径到原子核之间的径向距离很小时，电子主要受原子核场的作用，由于原子核的质量比电子的大得多，所以电子运动的方向将有较大的改变，能量转移很小，产生弹性散射。=0.01-0.1弧度。当电子路径与原子核之间距离较大时，入射电子受到的主要是原子中电子的厍伦场作用。作用结果使入射电子的散射角较小而能量损失的几率较大，产生非弹性散射。10-4弧度。根据衬度形成的原因，可分为振幅（质量）衬度、衍射衬度和相振幅（质量）衬度、衍射衬度和相位衬度。位衬度。材料的现代分析测试材料的现代分析测试透射电镜构成 供电系统 电子光路系统 真空系统

21、 成像及分析系统材料的现代分析测试材料的现代分析测试高压箱高压箱ISP电源电源UPS控制器控制器电子枪电子枪聚光镜及光栏聚光镜及光栏物镜及光栏物镜及光栏中间镜中间镜投影镜投影镜TV及及CCDEDSSTEMJEM-2010F材料的现代分析测试材料的现代分析测试JSM6700F材料的现代分析测试材料的现代分析测试TEM主体剖面示意图主体剖面示意图材料的现代分析测试材料的现代分析测试电子光路系统 光源电子枪 电子加速和偏转 照明系统 放大成像系统 观测系统材料的现代分析测试材料的现代分析测试电子枪供电电子枪供电-高压箱高压箱材料的现代分析测试材料的现代分析测试加速电压（kV)电子波长（埃）10.38

22、8100.122300.06981000.03702000.025110000.00687加速电压与电子波长关系加速电压与电子波长关系材料的现代分析测试材料的现代分析测试Electron Sources 电子源-灯丝W filament 钨灯丝.Current density 束流密度10A/cm2 Probe size 束斑大小4nmLaB6 crystal source 六硼化镧晶体Current density 束流密度 103A/cm2Probe size 束斑大小 2nmFEG source场发射源*Current density 105A/cm2 Probe size 1nm*Us

23、ually Schottky sources 常用肖特基源材料的现代分析测试材料的现代分析测试材料的现代分析测试材料的现代分析测试200kV场发射电子枪场发射电子枪材料的现代分析测试材料的现代分析测试Condenser Lenses 会聚透镜Objective lens 物镜Intermediate Lenses 中间镜Projector Lens 投影镜材料的现代分析测试材料的现代分析测试Polepiece Configuration in a Typical Analytical TEM 分析电镜的极靴构造材料的现代分析测试材料的现代分析测试Electron Optics of an An

24、alytical TEM 分析电镜中的电子光路系统材料的现代分析测试材料的现代分析测试光阑挡电子光阑挡电子聚光镜光阑1.调节电子束束斑大小限制电子照射量2.减小电子束发散度提高图像质量（限制和改变照明孔径角）固定式可变式材料的现代分析测试材料的现代分析测试物镜光阑1.挡住散（衍）射角较大的电子，可提高成像衬度，又称衬度光阑。2.使物镜孔径角减小，减小象差（色差、球差和象散）。3.套取衍射束斑点成象暗场象材料的现代分析测试材料的现代分析测试材料的现代分析测试材料的现代分析测试材料的现代分析测试材料的现代分析测试材料的现代分析测试材料的现代分析测试选区电子衍射（选区电子衍射（SAD）原则上讲，在样

25、品的紧上方或紧下方，放上一个小光阑就可以进行选区衍射，让一小束入射电子照射在需要产生衍射 的区域。但是这种办法会使光阑很快被污染,而且物镜极靴孔的空间有限。如果在样品的第一象平面处引入光阑（在物镜的象，中间镜的物处),则可得到相同的效果。正确的操作是：要把选区光阑和物镜的象调到重合，并都在第一中间镜的物平面上。1 除去物镜光阑，调节第一中间镜电流，使选区光阑象在荧光屏上聚焦（聚光阑）。2 放入物镜光阑，调节物镜电流，使 被选 图象在荧光屏上聚焦（聚图像）。3 然后做衍射图并散焦聚光镜，使入 射光接近平行入射，得到细而清楚的 衍射斑（聚光斑）。使用50-100m孔径的选区光阑，可以 得到0.5-

26、1m范围内的选区衍射图象。材料的现代分析测试材料的现代分析测试选区光阑选区电子衍射选区光阑选区电子衍射材料的现代分析测试材料的现代分析测试真空系统真空系统1.电子与气体分子碰撞，产生空间放电及使图像衬度减小。2.电子枪灯丝氧化。3.气体分子电离，发生电子枪极间放电。4.污染和损坏样品。材料的现代分析测试材料的现代分析测试样品台样品台材料的现代分析测试材料的现代分析测试样品移动系统样品移动系统材料的现代分析测试材料的现代分析测试重要功能附件 高角度散射电子暗场象高角度散射电子暗场象 能量过滤系统能量过滤系统 能谱仪能谱仪 数字成像系统数字成像系统材料的现代分析测试材料的现代分析测试高角度散射电子

27、暗场象高角度散射电子暗场象(HAADF-High Angle Annular Dark Field)电子透过试样时引起的弹性散射电子分布在比较大的散射角范围内，而非弹性散射电子分布在比较小的散射角范围内。弹性散射电子的份额与原子序数Z2的大小有关。因此，这种图像也称为Z衬度像。在 1和 2间的环状区域中散射 电子的散射截面为 1 2：其中：m:高速电子的质量m0:电子的静止质量Z:原子序数:电子的波长0:波尔半径0:玻恩(Born)特征散射角2022202120342021114Zmm材料的现代分析测试材料的现代分析测试HRTEM和和HAADF-STEM的成象原理的成象原理 HRTEM：平行电

28、子束入射，在荧光屏上显示出透射和散射电子波的相位衬度（即时成像）。HAADF：会聚电子束入射并扫描，用环形探头收集弹性散射电子，原子象为亮点（扫描成像）。材料的现代分析测试材料的现代分析测试能量过滤系统能量过滤系统(Energy Filter System)把弹性散射和非弹性散射的电子分开，分别加以处理型能量过滤器型能量过滤器(In-column Energy Filter)(In-column Energy Filter)装在镜筒内部，由4个谱仪构成观察视野不受限制，特别适合会聚束电子衍射等模拟计算造价较之GIF系统要贵扇形能量过滤器扇形能量过滤器(Post-column Energy Fi

29、lter)(Post-column Energy Filter)GIF系统属于这种装在照相室的下部只有中心部分进入过滤器中，观察视野受到限制材料的现代分析测试材料的现代分析测试E,E-EEE-E型能量过滤器示意图型能量过滤器示意图弹性散射和非弹性散射弹性散射和非弹性散射过滤器：把弹性散射和非弹性散射的电子分开，分别加以处理过滤器：把弹性散射和非弹性散射的电子分开，分别加以处理200keV 20keV2keV材料的现代分析测试材料的现代分析测试能谱仪（能谱仪（EDS）材料的现代分析测试材料的现代分析测试电制冷、高灵敏度能谱仪电制冷、高灵敏度能谱仪大面积电制冷能谱大面积电制冷能谱材料的现代分析测试

30、材料的现代分析测试光纤耦合光纤耦合-底装式底装式CCD相机相机材料的现代分析测试材料的现代分析测试CCD光学耦合光学耦合-侧插式侧插式CCD材料的现代分析测试材料的现代分析测试常规透射电镜实现的目标：常规透射电镜实现的目标：TEM模式：模式：0.19nm(点分辨率点分辨率)，受制于球差系数，受制于球差系数Cs(R=0.65 Cs1/4 3/4)STEM模式：模式：0.20nm，受制于束斑的大小、强度等，受制于束斑的大小、强度等能量过滤模式：能量过滤模式：0.75eV(能量分辨率能量分辨率)，受制于光源的单色性，受制于光源的单色性新一代电镜做了些什么？新一代电镜做了些什么？物镜球差校正器（物镜球

31、差校正器（image corrector，TEM corrector，OBJ corrector）聚光镜球差校正器（聚光镜球差校正器（probe corrector，STEM corrector，CL corrector）单色器（单色器（Mono-chromator）环境透射电镜（环境透射电镜（Environmental TEM）新一代电镜实现的目标：新一代电镜实现的目标：TEM模式模式(物镜球差校正后物镜球差校正后)：0.11nm(点分辨率点分辨率)STEM模式模式(聚光镜球差校正后聚光镜球差校正后)：0.1nm(0.0780nm=78pm)能量过滤模式能量过滤模式(单色器单色器)：0.1e

32、V三个三个“0.1”让我们正在进入让我们正在进入“亚埃亚埃”(Sub-angstrom)的世界的世界电镜技术新发展电镜技术新发展材料的现代分析测试材料的现代分析测试经过校正经过校正球差的产生和校正过程球差的产生和校正过程材料的现代分析测试材料的现代分析测试物镜球差校正前光学衍射图物镜球差校正前光学衍射图(ODM)ODM)光学衍射图是分别在电子束倾斜9mrad和18mrad情况下得到的材料的现代分析测试材料的现代分析测试物镜球差校正后光学衍射图物镜球差校正后光学衍射图(ODM)ODM)光学衍射图是分别在电子束倾斜9mrad和18mrad情况下得到的材料的现代分析测试材料的现代分析测试JEM-AR

33、M200FJEM-ARM200F球差校正的球差校正的场发射透射电镜场发射透射电镜A Atomic tomic R Resolution esolution M Microscopeicroscope 加速电压：加速电压：200kV聚光镜球差校正器：标配聚光镜球差校正器：标配物镜球差校正器：选配物镜球差校正器：选配材料的现代分析测试材料的现代分析测试JEM-ARM200F(UHR)JEM-ARM200F(UHR)双双球差校正电镜核心技术指标球差校正电镜核心技术指标分辨率：分辨率：TEM模式：模式：点分辨率：点分辨率：0.11nm线分辨率：线分辨率：0.07nm信息分辨率：信息分辨率：0.10nm

34、 STEM模式：模式：BF像分辨率：像分辨率：0.14nmDF像分辨率：像分辨率：0.08nm电子枪室真空度：电子枪室真空度：10-8Pa数量级数量级 高压稳定度：高压稳定度：1ppm物镜电流稳定度：物镜电流稳定度：0.5ppm束流：束流：0.5nA(0.2nm的束斑下的束斑下)；JEM-2100F的指标：的指标：0.5nA(1nm的束斑下的束斑下)样品最大倾斜角度：样品最大倾斜角度：25材料的现代分析测试材料的现代分析测试AgCuAl2nm2nmAgAlSpecimen:courtesy of Prof.Hono,NIMS聚光镜球差校正器的聚光镜球差校正器的HAADF图像和元素面分布图图像和

35、元素面分布图DFI500pA：20min材料的现代分析测试材料的现代分析测试Ag M edgeCu L edgeAl L edge2nm1nmabcdd cba聚光镜球差校正器的聚光镜球差校正器的HAADF图像和图像和EELS谱图谱图60pA：0.5s/pix(total 60 x 4 pix)材料的现代分析测试材料的现代分析测试Titan G2 and Titan3 G2 60-300超级能谱（多探头大窗口超级能谱（多探头大窗口EDS）材料的现代分析测试材料的现代分析测试材料的现代分析测试材料的现代分析测试Atomic chemical mapping of Y2Ti2O7 in 110 p

36、rojection obtained with ChemiSTEM Technology on the Titan G2 with probe Cs-corrector at 200 kV acceleration voltage.材料的现代分析测试材料的现代分析测试材料的现代分析测试材料的现代分析测试BF探测器探测器圆形遮挡器圆形遮挡器BF光栏光栏ADF探测器探测器HAADF接受的信号接受的信号环形明场环形明场ABF(Annular Bright Field)分析技术分析技术WithoutdetectorHAADFdetectorBF aperture select center diskB

37、F aperture with preventing diskHAADF conditionABF conditionBF conditionCenter diskABF接受的信号接受的信号材料的现代分析测试材料的现代分析测试STEM/HAADFSTEM/HAADF技术中的几种像的接收角技术中的几种像的接收角材料的现代分析测试材料的现代分析测试环形明场像环形明场像ABF(Annular Bright Field)ABF(Annular Bright Field)ABF像中可清晰观察像中可清晰观察O原子的位置原子的位置材料的现代分析测试材料的现代分析测试Visualization of Hydr

38、ogen atomic column by using ABF imagingExperimental collaboration betweenDr.Ryo Ishikawa and Dr.Eiji Abe(The university of Tokyo)and JEOL样品：样品：YH2材料的现代分析测试材料的现代分析测试HRTEMHRTEM新技术总结新技术总结扫描透射技术(STEM)分析的重要性环形明场ABF像(Annular Bright Field)分析技术-轻元素分析球差校正器使TEM和STEM模式的分辨率进入了亚埃的世界冷场电镜可以实现0.3eV的能量分辨率-能量损失谱聚光镜球差

39、校正器使得1束斑下，仍保持很高的亮度，从而实现原子尺度的成分分析-超级能谱超级能谱冷场聚光镜球差校正器电镜可以提供小束斑下高于热场的亮度、加上更高的能量发散度，对新材料的研究有很大的吸引力材料的现代分析测试材料的现代分析测试电镜基本操作步骤1.检查设备状态电源、气体、冷却水、真空、环境温度及湿度等2.加电压和束流3.找光4.作必要的光路调整5.选视场6.调整图像质量7.数据采集8.完成观测后设备复原并做好设备使用记录材料的现代分析测试材料的现代分析测试注意事项 清楚开关及旋钮的作用，操作时不要用力过猛。中断观测要及时关电子束（钨灯丝电镜）更换样品操作要仔细 不清楚的不要盲目试操作材料的现代分析测试材料的现代分析测试钨灯丝像钨灯丝像常见图像异常现象（未调整好参数）及主要关联因素：光斑不圆-聚光镜存在象散聚、散光时光斑移动-聚光镜光镧偏图像移动-合轴不好聚焦不清-存在物镜象散或电压中心偏离较大，