透射电镜基础知识

　　透射电镜是一种新型高性能的大型检测仪器，是现代物理以及先进技术社会的产物，随着科技的发展，透射电镜的技术会更加先进，使用范围也更加广泛。

　　1、透射电镜基本构造：

　　照明系统：电子枪和会聚镜(双聚光镜系统);

　　成像系统：物镜、中间镜、投影镜;

　　记录系统：底片照相系统、图像观察增强器、CCD记录系统。

　　2、透射电镜两种操作模式及其原理：

　　成像模式：中间镜的物平面与物镜的像平面重合，获得正空间信息，Z终获得显微像。

　　衍射模式：中间镜的物平面与物镜的焦平面重合，获得倒空间的信息，Z终获得衍射谱。利用透射电镜中的物镜光栏，仅选取透射束成像，成为明场像，若仅选取衍射束成像，形成暗场像。

　　3、透射电镜两种基本样品制备方法：

　　离子剪薄和双喷。双喷样品有可能污染极靴。

　　4、透射电镜加速电压：

　　给灯丝发出的电子以电压，使得电子获得足够的速度以穿透样品。

　　5、电子枪：

　　发射电子的电极。现在主要有热发射(LaB6灯丝)和场发射(冷场发射，热场发射——schottky)。

　　6、光阑：

　　透射电镜光阑可以选择性通过光子。

　　7、像散：

　　由于磁透镜在两个相互垂直的方向上聚焦能力不同，当这个较强的方向聚焦时，与之垂直的方向尚未聚焦;而当较弱的方向开始聚焦时较强方向散焦，因而在任何一个像面上的像都不是一点而是小散焦斑。

　　8、球差：

　　透镜对离轴远的电子比离轴近的电子有更强的会聚能力，因而在高斯面上，一个屋的的相不再是一个点而是一个圆盘。

　　9、色差：

　　色差产生的根源是成象电子的能量分散，而磁透镜对不同能量的电子的聚焦能力不同，因而在高斯像平面上，一个物点的像变成了一个圆斑。透射电镜电子枪能量分散的原因：加速电压波动，电子束与物质的相互作用。

　　10、选区电子衍射：

　　进行电子衍射分析时，往往对样品的某一微小区域的单晶电子衍射感兴趣。通过选区，可以直接获得该微区的倒易点阵截面。

　　11、选区电子衍射的操作步骤：

　　①调整中间镜电流使选区光阑边缘的像在荧光屏上非常清晰，这就使中间镜的物面与选区光阑的平面像重;

　　②调整物镜电流试样在荧光屏上呈现清晰像，这就使物镜的像平面与选区光阑及中间镜的物面相重;

　　③抽出物镜光阑，减弱中间镜(用于衍射的)电流，使其物面与物镜后焦面相重，在荧光屏上获得衍射谱的放大像;

　　④在现代透射电镜中，只要转换倒衍射模式，并调节衍射镜电流使ZX斑调整到Z小Z圆;

　　⑤减弱聚光镜电流以降低入射束孔径角，得到尽可能趋近于平行的电子束，使衍射斑尽量明锐。

　　12、衍衬像的类型:

　　仅让透射束通过光阑所成之像为明场像;仅让衍射束通过所成之像为暗场像。为了消除像差影响，移动用于成像的衍射束使之与光轴平行，这样的暗场像又称之为ZX暗场像。

　　13、质厚衬度：

　　是由于透射电镜试样各处组成物质的原子种类不同和厚度不同造成的衬度。(试样的厚度差异引起的电子束透射程度不同，从而形成的衬度)

　　14、相位衬度：

　　当透射电镜透射束和至少一束衍射束同时通过物镜光阑参与成像时，由于透射束与衍射束相互干涉，形成一种反应晶体点阵周期性的条纹想和结构像。这种像的形成是透射束和衍射束相位相干的结果，故称为相位衬度。

　　15、衍射衬度：

　　由于各处晶体取向不同或晶体结构不同，满足布拉格条件的程度不同，使得对应试样下表面处有不同的衍射效果，从而在下表面形成一个随位置而异的衍射振幅分析，这样形成的衬度为衍射衬度。

　　16、消光条纹：

　　消光条纹是正空间信息，而系统消光、结构消光为倒空间信息。

　　消光距离的定义：当晶体的厚度变化，透射波强度和衍射波强度从一个极小(大)变化到另一个极小(大)，即出现消光，故称作衍衬干涉条纹的消光距离。

　　消光距离及其物理意义：当散射波在晶体中diyi次达到振幅Zda时所应经过的距离，这个距离的两倍，也就是散射波在运行过程中两次强度为零时所对应的距离。这就是消光距离。

　　等厚条纹：随透射电镜试样厚度均匀变化而出现的条纹。楔形晶体边沿不同厚度处，对应着不同的强度，从而在试样下表面显示出明暗相间周期变化强度分布，记录在底片上称为等厚条纹。

　　等倾条纹：透射电镜试样局部取向均匀变化引起的，即弯曲消光轮廓。从金属薄膜剪切试样时，刀口处易受弯曲，以至局部区域发生了取向的连续变化，成暗场相时，这些部位就会得到在强的ZX暗纹两侧连续分布着若干次强暗纹的特征纯度，称为弯曲消光轮廓或等倾条纹。

　　在衍衬工作中，为使试验条件尽可能接近运动学条件，试样薄一些为好，以减少动力学相干作用。同时在保证必要亮度前提下，使试样取向偏离布拉格衍射位置。