显微分析技术电子显微镜1课件.ppt
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1、透射电子透射电子直接透射电子,以及弹性或非弹性散射的透射直接透射电子,以及弹性或非弹性散射的透射电子用于透射电镜电子用于透射电镜(TEM)的成像和衍射的成像和衍射二次电子二次电子 如果入射电子撞击样品表面原子的外层电如果入射电子撞击样品表面原子的外层电子,把它激发出来,就形成低能量的二次电子,子,把它激发出来,就形成低能量的二次电子,在电场的作用下它可呈曲线运动,翻越障碍进在电场的作用下它可呈曲线运动,翻越障碍进入检测器,使表面凹凸的各个部分都能清晰成入检测器,使表面凹凸的各个部分都能清晰成像。像。二次电子的强度主要与样品表面形貌有关。二次电子的强度主要与样品表面形貌有关。二次电子和背景散射电
2、子共同用于扫描电镜二次电子和背景散射电子共同用于扫描电镜(SEM)的成像。的成像。当探针很细,分辨高时,基本收集的是二当探针很细,分辨高时,基本收集的是二次电子而背景电子很少,称为二次电子成像次电子而背景电子很少,称为二次电子成像(SEI)特征特征X X射线射线如果入射电子把样品表面原子的内层电子撞如果入射电子把样品表面原子的内层电子撞出,被激发的空穴由高能级电子填充时,能出,被激发的空穴由高能级电子填充时,能量以电磁辐射的形式放出,就产生特征量以电磁辐射的形式放出,就产生特征X射线,射线,可用于元素分析。可用于元素分析。俄歇俄歇(Auger)(Auger)电电子子 如果入射电子把外层电子打进
3、内层,原如果入射电子把外层电子打进内层,原子被激发了为释放能量而电离出次外层电子被激发了为释放能量而电离出次外层电子,叫俄歇电子。子,叫俄歇电子。主要用于轻元素和超轻元素主要用于轻元素和超轻元素(除除H和和He)的的分析,称为俄歇电子能谱仪分析,称为俄歇电子能谱仪背景散射背景散射电子电子入射电子穿达到离核很近的地方被反射,没有入射电子穿达到离核很近的地方被反射,没有能量损失;反射角的大小取决于离核的距离和能量损失;反射角的大小取决于离核的距离和原来的能量,实际上任何方向都有散射,即形原来的能量,实际上任何方向都有散射,即形成背景散射成背景散射阴极荧光阴极荧光如果入射电子使试样的原于内电子发生电
4、离,如果入射电子使试样的原于内电子发生电离,高能级的电子向低能级跃迁时发出的光波长较高能级的电子向低能级跃迁时发出的光波长较长长(在可见光或紫外区在可见光或紫外区),称为阴极荧光,可用,称为阴极荧光,可用作光谱分析,但它通常非常微弱作光谱分析,但它通常非常微弱电镜的发展历史1932年鲁斯卡发明创制了第一台透射电子显微年鲁斯卡发明创制了第一台透射电子显微镜实验装置镜实验装置(TEM)。相继问世了扫描透射电子显微镜相继问世了扫描透射电子显微镜(STEM)、扫描、扫描电子显微镜电子显微镜(SEM)以及上述产品与以及上述产品与X射线分析系射线分析系统统(EDS、WDS)的结合,即各种不同类型分析的结合
5、,即各种不同类型分析型电子显微镜。型电子显微镜。1986年,宾尼格和罗雷尔先后研制成功扫描隧年,宾尼格和罗雷尔先后研制成功扫描隧道电子显微镜道电子显微镜(STM)和原于力电子显微镜和原于力电子显微镜(AFM),使人类的视野得到进一步的扩展。使人类的视野得到进一步的扩展。透射电镜(TEM)基本原理 透射电镜基本构造与光学显微镜相似,主要由光源、物镜和投影镜三部分组成,只不过用电子束代替光束,用磁透镜代替玻璃透镜。光源由电子枪和一或两个聚光镜组成,其作用是得到具有确定能量的高亮度的聚焦电子束。透射电镜透射电镜的构造的构造Transmissim Electnonic Microscopy 电镜的成像
6、光路上除了物镜和投影镜外,还增加了中间镜,即组成了一个三级放大成像系统。物镜和投影镜的放大倍数一般为100,中间镜的放大倍数可调,为020。中间镜的物平面与物镜的像平面重合,在此平面装有一可变的光阔,称为选区光阑。荧光屏、光学观察放大镜及照相机等组成观察系统。电镜构造的两个特点1 1、磁透镜、磁透镜2、因为空气会便电子强烈地散射,所以凡有电子运、因为空气会便电子强烈地散射,所以凡有电子运行的部分都要求处于高真空,要达到行的部分都要求处于高真空,要达到1.33104 Pa或更高。或更高。光学显微镜中的玻璃透镜不能用于电镜,因为它们没有聚焦成像的能力,是“不透明”的。电流通过线圈时出现磁力线和南北
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