➢ 透射电子显微镜是以波长很短的电子束做照明源，用
电磁透镜聚焦成像的一种具有高分辨本领，高放大倍数的 电子光学仪器。
➢ 以高能电子（50-200keV）穿透样品，根据样品不同位
置的电子透过强度不同或电子透过晶体样品的衍射方向不 同，经过后面的电磁透镜放大后，在荧光屏上显示出图象.
➢ 同时可提供物理分析和化学分析所需功能。特别是选
电子射线---在不同电位区域的交界处产生 透镜: 电子可以凭借轴对称的非均匀电场和磁场
力使其会聚 由静电场制成的透镜—静电透镜 由磁场制成的透镜—磁透镜
光源 聚光镜
试样 物镜
电子 聚光镜
试样 物镜
中间象 目镜
中间象 投影镜
毛玻璃 照相底板
观察屏 照相底板
光学显微镜和透射电镜光路图比较
透射电子显微镜
影到荧光屏上。
• 通过调整中间镜的透镜电流，使中间镜的物平面与
物镜的背焦面重合，可在荧光屏上得到衍射花样。
• 若使中间镜的物平面与物镜的像平面重合则得到显
微像。 透射电镜分辨率的高低主要取决于物镜
近代高性能电镜一般都设有两个中间镜，两 个投影镜。三级放大成象和衍射成象
三次放大图像的总放大倍率为：
M总=M物M中M投
现代仪器分析电镜 (ppt)
（优选）现代仪器分析电镜
运动着的微粒具有波长:
λ=h/mv h: plank常数 v: 微粒的运动速度
显然，v越大， λ 越小 电子的速度与其加速电压（E伏特）有关
v=(2eE/m)1/2
在高电压下,即高电子速度下,只要能提供质量足够好的透镜 系统,就可获得短波长辐射源
电镜性能指标
1 分辨本领 指显微镜能清楚分辨物体最小细节的能力,以 清楚分辨两点间距离表示
人眼0.1~0.2mm, 光学显微镜0.1~0.2μ, SEM 3~10nm, TEM 2~7 埃 2 景深 指在样品深度方向观察的深度. SEM景深最大.与 放大倍数有关,倍数越大,景深越小 3 放大倍数 象与物大小之比 SEM放大倍数 =显示荧光屏边长/电子束扫描样品的宽度 4 衬度 亮与暗的差别,也称反差
日本日立公司H－700电子显微 镜 ， 配 有 双 倾 台 ， 并 带 有 7010 扫描附件和EDAX9100能谱。该 仪器 不但适合于医学、化学、微生物 等方面的研究，由于加速电压高， 更适合于金属材料、矿物及高分 子材料的观察与结构分析，
并●能配分合辨能率谱：进行0微.34区nm成份分析。 ● 加速电压：75KV-200KV ● 放大倍数：25万倍 ● 能 谱 仪： EDAX－9100
例 100kv λ=0.0037nm (可见光波长的十万分之一) 意味着有可能比光学显微镜提高10万倍分辨率
电子显微镜: 以电子波(高速运动电子)为光源的 显微镜
目前，风行于世界的大型电镜，分辨本领为2~3 埃， 电压为100～500kV，放大倍数50~1200000倍。由于材 料研究强调综合分析，电镜逐渐增加了一些其它专门 仪器附件，如扫描透射电镜、X射线能谱仪、电子能损 分析等有关附件，使其成为微观形貌观察、晶体结构 分析和成分分析的综合性仪器。
JEM-2010透射电镜
加速电压200KV LaB6灯丝 点分辨率 1.94Å
EM420透射电子显微镜
加速电压:20KV 、 40KV 60KV、
80KV、100KV、120KV 晶格分辨率 2.04Å 点分辨率 3.4Å
电子光学基本知识
光学显微镜和电子显微镜都属于光学放大仪器, 基本 功能相同, 成像过程也很相似. 折射: 光---在两相交界处发生
Transmission Electron Microscopy
透射电子显接观察原子结构的仪器。 尽管比光学显微镜复杂得多，但在原理上基本模 拟了它的光路设计，简单化地可将其看成放大倍 率高得多的成像仪器。一般光学显微镜放大倍数 在数十倍到数百倍，特殊可到数千倍。而透射电 镜的放大倍数在数千倍至一百万倍之间，有些甚 至可达数百万倍或千万倍。
根据这些装置的功能不同又可将电子光学部分分 为照明系统、样品室、成像系统及图像观察和记录 系统。
(1)照明系统 照明系统由电子枪和聚光镜组成
作用：是为成像系统提供 一束亮度高、相干性好的 照明光源。
①电子枪:它由阴极、栅极和阳极构成。 在真空中通电 加热后使从阴极发射的电子获得较高的动能形成定向 高速电子流。 ②聚光镜:聚光镜的作用是会聚从电子枪发射出来的电 子束，控制照明孔径角、电流密度和光斑尺寸。
(4)图像观察与记录系统 该系统由荧光屏、照相机、数据显示等组成,在分析电
镜中，还有探测器和电子能量分析等附件
2．真空系统 真空系统由机械泵、油扩散泵、换向阀门、真空测量
仪奉及真空管道组成。它的作用是排除镜筒内气体，使
镜筒真空度至少要在10-4 pa以上。
3．供电控制系统 加速电压和透镜磁电流不稳定将会产生严重的色差
及降低电镜的分辨本领，所以加速电压和透镜电流的 稳定度是衡量电镜性能好坏的一个重要标准
照明系统提供了一束相干性很好的照明电子束，这些电 子穿越样品后便携带样品的结构信息，沿各自不同的方向 传播(比如，当存在满足布拉格方程的晶面组时，可能在与 入射束交成2θ角的方向上产生衍射束)．物镜将来自样品不 同部位、传播方向相同的电子在其背焦面上会聚为一个斑 点，沿不同方向传播的电子相应地形成不同的斑点，其中 散射角为零的直射束被会聚于物镜的焦点，形成中心斑 点．这样，在物镜的背焦面上便形成了衍射花样．而在物 镜的像平面上，这些电子束重新组合相干成像．通过调整 中间镜的透镜电流，使中间镜的物平面与物镜的背焦面重 合，可在荧光屏上得到衍射花样;若使中间镜的物平面与物 镜的像平面重合则得到显微像．通过两个中间镜相互配合， 可实现在较大范围内调整相机长度和放大倍数。
区电子衍射技术的应用，使得微区形貌与微区晶体结构分 析结合起来，再配以能谱或波谱进行微区成份分析，得到 全面的信息
透射电镜一般是由电子光学部分、真空系统和供电 系统三大部分组成。
1．电子光学部分 整个电子光学部分完全置于镜筒之内，自上而
下顺序排列着电子枪、聚光镜、样品室、 物镜、中 间镜、投影镜、观察室、荧光屏、照相机构等装置
(2)样品室 样品室中有样品杆、样品杯及样品台。其位于照 明部分和物镜之间，它的主要作用是通过试样台 承载试样，移动试样。
(3)成像系统一般由物镜、中间镜和投影镜组成。 物镜的分辨本领决定了电镜的分辨本领，中间镜 和投影镜的作用是将来自物镜的图像进一步放大。
由物镜、中间镜(1~2个)和投影镜(1~2个)组成 成像系统的两个基本操作是将衍射花样或图像投