当前课程知识点：材料现代研究方法 > 第七章 透射电子显微镜 > 7.2 透射电子显微镜主要部件的结构与工作原理 > 透射电子显微镜主要部件的结构与工作原理
同学你好
我们这节课来学习透射电子显微镜主要部件的结构
与工作原理
我们首先来看一下透射电镜样品平移与倾斜装置
也就是我们常说的样品台
我们知道透射电子显微镜的样品既小又薄
对于非自支撑样品
通常需要使用一种有许多网孔
外径为3mm的样品铜网来进行支撑
样品台的作用是承载样品
并且使样品能够在物镜的极靴内平移倾斜旋转
从而选择感兴趣的样品区域
或者位向进行观察和分析
平移是样品台最基本的动作
通常在两个相互垂直方向上
样品平移的最大值为±1mm
以确保样品铜网上大部分区域都能观察到
样品移动机构要求有足够的机械精度
在照相曝光期间
样品图像的漂移量应小于相应情况下
显微镜像的分辨率
这张图是给出了斜插式样品的倾斜装置
我们在电镜下分析薄晶样品的组织结构时
通常对它进行三维立体的观察
也就是说不仅要求样品能够平移选择视野
而且必须使样品相对于电子束照射方向有目的的倾斜
以便从不同方位获得各种形貌和晶体学的信息
因此电子显微镜通常就会配备精度很高的
样品倾斜装置
我们这张图所提到的这个斜插式样品
其中的这个斜插就是说这个样品杆从侧面
进入物镜的极靴中的意思
倾斜装置是由主体部分我们这个圆柱的分度盘
和样品杆所组成的
样品杆的前端可装载铜网夹持的样品
或直接装载直径为3mm的圆片状薄晶样品
样品杆沿圆柱分度盘的中间孔插入到镜筒当中
使圆片样品正好位于电子束的照射位置下
目前双倾样品台是最常用的
我们下面这张图是给出了倾斜式双倾样品台
我们可以看到双倾样品台可以使样品
沿着X轴和Y轴倾转±45度
在晶体结构分析时
利用样品倾斜和旋转装置
可以测定晶体的位向
相变时的惯习面以及析出相的方位等
我们再来看一下电子束倾斜与平移装置
新式的电子显微镜都带有电磁偏转器
利用电磁偏转器可以使入射电子束平移和倾斜
这张图中的上下两个线圈是联动的
如果上下偏转线圈偏转的角度相等
但方向相反的时候
也就是说像左图这样所示的这个样子
这个时候电子束会进行了一个平移的运动
如果上偏转线圈使电子束顺时针偏转了θ角
下偏转线圈使电子束逆时针
偏转了θ+β角度
这个时候电子束相对于原来的方向倾斜了
一个β角度
但是入射点的位置
我们可以看到入射点的位置并没有发生改变
利用电子束原位倾斜
可以进行所谓中心暗场成像的操作
我们下面再来介绍一下消像散器
它也是透射电镜中一个主要的部件
消像散器可以是机械式的
也可以是电磁式的
机械式的消像散器是在电磁透镜的磁场周围
放置几块位置可以调节的导磁体
用它们来吸引一部分磁场
把固有的椭圆形磁场校正成接近旋转对称的磁场
电磁式的消像散器则是通过电磁极间的吸引
和排斥来校正椭圆形磁场的
这张图就给出了电磁式消像散器的示意图
从图中我们可以看出是由两组四对电磁体
排列在透镜磁场的外围
每对电磁体均采取同级相对的安置方式
通过改变这两组电磁体的励磁强度和磁场方向
就可以把固有的椭圆形磁场校正成椭圆对称磁场
起到了消除像散的作用
消像散器一般都安装在透镜的上下极靴之间
光阑是透射电子显微镜非常重要的组成部件
在透射电子显微镜中有三种主要的活动光阑
聚光镜光阑
物镜光阑
和选区光阑
其中聚光镜光阑它的作用是限制照明孔径角
在双聚光镜系统中
聚光镜光阑通常是安装在第二聚光镜的下方
聚光镜光阑的孔的直径在20到400个微米
在用作一般分析时
聚光镜的光阑孔径可以为200到300个微米
如果要做微束分析时
则应使用小孔径的光阑
物镜光阑又称为衬度光阑
通常被安装在物镜的后焦面上
常用的物镜光阑孔的直径是20到120个微米范围
电子束通过薄膜样品会产生散射和衍射
散射角较大的电子会被光阑挡住
不能继续进入镜筒中成像
从而会在像平面上形成具有一定衬度的图像
光阑的孔越小
那么被挡掉的电子也就越多
图像的衬度相应的也就越大
这就是为什么物镜光阑又称为衬度光阑的原因
加入物镜光阑会使得物镜孔径角减小
能减小像差得到质量较高的显微图像
物镜光阑的另一个主要作用是在后焦面上
套取衍射束的斑点进行成像
也就是所谓的暗场成像
利用明暗场显微图像的对照分析
可以方便地进行物相鉴定和缺陷分析
选区光阑则又称为场限光阑或者是视场光阑
为了分析样品上的微小区域
应该在样品上放一个光阑
使电子束只能通过光阑孔限定的微区
对这个微区进行衍射分析
叫做选区衍射
选区光阑一般是放在物镜的像平面的位置上
同样是使用无磁性的金属材料制成
光阑孔的直径是在20到400个微米之间
好这节课我们就讲到这里
-1.1 晶体、空间点阵及晶体学参数
-1.2 倒易点阵
--布拉菲点阵
-1.3 晶体的宏观对称
--晶体的宏观对称
-1.4 晶体的微观对称
--晶体的微观对称
-1.5 倒易点阵
--倒易点阵
-1.6 倒易点阵的应用
--倒易点阵的应用
-1.7 晶体投影
--晶体投影
-1.8 晶体投影的应用
--晶体投影的应用
-1.9 单晶体标准投影图
--单晶体标准投影图
-1.9 单晶体标准投影图--作业
-2.1 X射线的产生
--X射线的产生
-2.2 X射线与物质的相互作用
-2.3 X射线的吸收限与滤波片
-2.4 连续X射线
--连续X射线
-2.5 特征X射线
--特征X射线
-2.5 特征X射线--作业
-3.1 一个电子对X射线的散射
-3.2 一个原子对X射线的散射
-3.3 简单晶体对X 射线的衍射
-3.4 复杂晶体对X射线的衍射
-3.5 爱瓦德作图法
--爱瓦德作图法
-3.5 爱瓦德作图法--作业
-4.1 粉末照相法
--粉末照相法
-4.2 多晶衍射仪
--多晶衍射仪
-4.3 多晶体衍射峰特征
--多晶体衍射峰特征
-4.4 多晶体衍射峰强度
--多晶体衍射峰强度
-4.5 多晶体花样分析
--多晶体花样分析
-4.5 多晶体花样分析--作业
-5.1 晶块尺寸与微观应力的宽化
-5.2 晶胞常数的精确确定
-5.3 宏观应力的测定
--宏观应力的测定
-5.4 织构的表征
--织构的表征
-5.5 织构的测定
--织构的测定
-5.6 织构分析
--织构分析
-5.7 物相定性分析
--物相定性分析
-5.8 物相定量分析
--物相定量分析
-5.8 物相定量分析--作业
-6.1 电子波与电磁透镜
--电子波与电磁透镜
-6.2 电磁透镜的像差与分辨率
-6.3 电磁透镜的景深和焦长
-6.3 电磁透镜的景深和焦长--作业
-7.1 透射电子显微镜的结构与成像原理
-7.2 透射电子显微镜主要部件的结构与工作原理
-7.3 透射电子显微镜分辨率和放大倍数的测定
-7.4 透射电子显微镜样品制备
-7.4 透射电子显微镜样品制备--作业
-8.1 概述
--概述
-8.2 电子衍射原理
--电子衍射原理
-8.3 晶带定律与零层倒易截面
-8.4 倒易阵点的扩展与偏移矢量
-8.5 倒易阵点与电子衍射图的关系
-8.6 衍射斑点指数化
--衍射斑点指数化
-8.7 选区电子衍射
--选区电子衍射
-8.8 单晶电子衍射花样的标定
-8.9 复杂电子衍射花样的标定
-8.9 复杂电子衍射花样的标定--作业
-9.1 衍射衬度成像原理
--衍射衬度成像原理
-9.2 消光距离
--消光距离
-9.3 衍衬运动学
--衍衬运动学
-9.4 衍衬动力学简介
--衍衬动力学简介
-9.5 晶体缺陷分析
--晶体缺陷分析
-9.5 晶体缺陷分析--作业
-10.1 电子束与固体样品作用时产生的信号
-10.2 扫描电子显微镜的构造和工作原理
-10.3 扫描电子显微镜的主要性能
-10.4 表面形貌衬度原理及其应用
-10.5 原子序数衬度原理及其应用
-10.6 电子探针仪的结构与工作原理
-10.7 电子探针仪的分析方法及应用
-10.7 电子探针仪的分析方法及应用--作业
