电子光学系统：
1. 电子照明系统 (电子枪，会聚镜系统） 2. 试样室 3. 成像放大系统 4. 图象记录装置
电子光学系统： 1. 电子照明系统 (电子枪，会聚镜系统） *电子枪： 10-5乇，以空气锁与试样室隔开 *会聚镜系统： 控制 e 束照射区域及强度 第一会聚镜： 强透镜短焦距，缩小 束径,会聚在后焦面， d1 1m 会聚光栏： 控制 e 束发散及柱体中 的气体向电子枪区域扩散。 第二会聚镜： 弱透镜，扩束为2d， ED用，散焦减小孔径角，平行束。 会聚光栏： 加上消像散器，可变 50－400μm，降低球差，消除像散
电子枪（electron gun ）- 提供电子
照明透镜与偏转系统：- 控制电子束
透射电子显微分析模式不同，对入射到样品的电子束要求也不同。
照明透镜系统可以实现从电子束平行照明到大会聚角电子束照明
条件。
Imaging system
组成：由电子枪、聚光镜（1、2级）和相应的平移对中、 倾斜调节装置组成。
M Mob Mm M P 调节透镜的激磁电流
M ob通常等于 100，M ob max 300, Smax 1 A
0
物镜 中间镜 投影镜
物镜光栏： ob极靴进口表面， 缩小孔径角用。 衬度光栏： ob后焦面上,可变。 选区光栏： ob像平面上，可变 。 4. 图象记录装置： 荧光屏 照像装置
3. 偏转系统 偏转系统可以实现相应的平移对中、倾斜调节，电子束
倾斜2—30以实现中心暗场成像。
2.1.2 成像系统
由物镜、物镜光栏、选区光栏、中间镜（1、2）和投 影镜组成
Specimen
Objective aperture
Objective lens SAD aperture Intermediate lens Projector lens
两级聚光镜模式
聚光镜的作用是会聚电子枪发射出的电子束，调节照明强 度、孔径角和束斑大小。一般采用双聚光镜系统，如图所示。 C1—为强磁透镜， M
1 1 10 50
C2—弱磁透镜，长焦，小α
为了调整束斑大小，在C2聚光镜 下装一个聚光镜光栏。通常经 二级聚光后可获得几um的电子 束斑；
Screen
某常用型号TEM成像透镜系统的光路图
(a) 物镜和第一中间镜关闭
点分辨率：0.23 nm 线分辨率：0.14 nm 物镜球差系数：1.2mm 物镜色差系数：1.2mm 放大倍数：25X～1050000X
常用附件： EDAX 能谱仪
2.1 透射电子显微镜的结构与成像原理
透射电子显微镜是以波长极短的电子束作为照明源，用电
磁透镜聚焦成像的一种高分辨率、高放大倍数的电子光学仪器。
电子光学系统（镜筒）
（an electron optical column） 电子光学系统（镜筒）是 其核心，它的光路图与透 射光学显微镜相似，如图
所示，包括：
照明系统 成像系统 观察 记录系 统
2.1.1 照明系统（The illumination system） 照明系统包括：电子枪和照明透镜与偏转系统。
为了减小像散，在C2下还要装一 个消像散器，以校正磁场成轴 对称性的；
focus
underfocus overfocus
组合模式
某电镜不同模式下照明透镜系统的光路图
a)
b) c)
透射成像模式：通过励磁电流很强的汇聚小透镜，使电子束汇聚在物镜的前焦点位置
微衍射和微区成分分析模式：关闭会聚小透镜的励磁电流，由于物镜的作用，电子束被 会 聚在样品的表面，电子束的会聚角很大 小区域的透射电镜观察模式：采用小尺寸聚光镜光阑和小汇聚角
2. 试样室：空气锁的保证换 样同时电镜柱体的真空度。 试样装入方式: ①侧入式， 可作较大倾斜,双倾,平 衡性稍差. ②顶入式 不能作倾斜，平衡性好. 冷、热台，加压、拉伸
3. 成象放大系统： 物镜像平面＝中间镜前焦面 f samp f物前 物镜后焦平面＝中间镜前焦面(ED) 中间镜像平面＝投影镜前焦面
子束在栅极和阳极间会聚 为尺寸为d0的交叉点，通
常为几十um。
栅极的作用： 限制和稳定电流。
2.照明透镜系统
从电子枪发射出的电子束，束斑尺寸大，相干性差，不能
直接用于样品照明，需进一步根据照明要求使用照明透镜系
统进行调整。
透射电子显微分析模式不同，对入射到样品的电子束要求
也不同。照明透镜系统可以实现从电子束平行照明到大会聚 角电子束照明条件。 主要通过两级聚光镜、汇聚小透镜和物镜的不同组合来实 现，不同的电镜模式不同。
1. 电子枪 电子枪是电镜的电子源。其作用是发射并加速电子，并 会聚成交叉点。
目前电子显微镜使用的电子源有两类：
热电子源——加热时产生电子，W丝，LaB6 场发射源——在强电场作用下产生电子，场发射电镜FE
热阴极电子源电子枪的
结构如图所示，形成自偏 压回路，栅极和阴极之间
存在数百伏的电位差。电
第2章 透射电子显微镜 （ Transmission Electron Microscope - TEM ）
设备名称 分析透射电镜 型 号 Tecnai G2 20 （FEI 公司）
功能及用途 应用领域：用于金属材料、陶瓷材料、 复合材料及高分子生物材料的结构及 化学组成的微观可视性观察和分析 主要用途： 透射电镜样品形貌，相应选区电子衍 射观察 微衍射及相干电子衍射观察； 配合特征X射线能谱仪(EDS)进行成分 分析 技术指标
There are four main components to a transmission electron microscope: 1) an electron optical column 2) a vacuum system
3) the necessary electronics (lens supplies for focusing and deflecting the beam and the high voltage generator for the electron source) 4) software