电子显微镜课件
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CM200-FEG场发射枪电镜
加速电压20KV、40KV、80KV、 160KV、200KV 可连续设置加速电压
热场发射枪
晶格分辨率 1.4Å 点分辨率 2.4Å 最小电子束直径1nm 能量分辨率约1ev 倾转角度α=±20度
β=±25度
JEM-2010透射电镜
加速电压200KV LaB6灯丝 点分辨率 1.94Å
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透射电镜与光镜的比较
显微镜 分辨本领
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阴极(接 负高压) 控制极(比阴极 负100~1000伏)
阳极 电子束
聚光镜
试样
PPT学照习交明流部分示意图
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2)成象放大部分
(1)试样室: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。
(2)物镜:电镜的最关键的部分,投射电镜的好坏,很大程度 上取决于物镜的好坏。
物镜的最短焦距可达1毫米,放大倍数约为300倍,最佳分辨本 领可达1埃,目前,实际的分辨本领为2埃。
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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, 并能配合能谱进行微区成 份分析。
● 分 辨 率:0.34nm ● 加速电压:75KV-200KV ● 放大倍数:25万倍 ● 能 谱 仪:EDAX-9100 ● 扫描附件:S7010
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扫描发生仪
电子束
显象管 和X-Y 记录仪
扫描线圈
数据 处理
能量选择光阑
入射光阑
放大器
探测器
电子能量 分析仪
图1-14 扫描电子衍射PPT和学习电交子流 能谱分析附件示意图
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2 . 真空系统
为了保证真在整个通道中只与试样发生相互作用, 而不与空气分子发生碰撞,因此,整个电子通道从电子 枪至照相底板盒都必须置于真空系统之内,一般真空 度为 104 ~107毫米汞柱。
阴极、阳极和控制极决定着电子发射的数目及其动能,因此, 人们习惯上把它们通称为“电子枪”。
(4)聚光镜:由于电子之间的斥力和阳极小孔的发散作用, 电子束穿过阳极小孔后,又逐渐变粗,射到试样上仍然过大。聚光 镜就是为克服这种缺陷加入的,它有增强电子束密度和再一次将发 散的电子会聚起来的作用。
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在真空条件下,电子束经高压加速后,穿透样品时形 成散射电子和透射电子,它们在电磁透镜的作用下在荧光 屏上成像。
电子束投射到样品时,可随组织构成成分的密度不同 而发生相应的电子发射,如电子束投射到质量大的结构时, 电子被散射的多,因此投射到荧光屏上的电子少而呈暗像, 电子照片上则呈黑色。称电子密度高(electron dense)。 反之,则称为电子密度低(electron lucent)。
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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来自点分辨率 3.4Å最小电子束直径约2nm
倾转角度α=±60度
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β=±30度
(3)中间镜 (4)投影镜
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物
物镜
一次象 中间镜
二次象 投影镜
高放大率象
三次象
(荧光屏)PPT学习交流
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物镜关闭 无光阑
中间镜 (作物镜用)
.
第一实象 投影镜
.
极低放大率象
(荧光屏PP)T学习交流
普查象
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3)显象部分
这部分由观察室和照相机构组成。 在分析电镜中,还有探测器和电子能量分析 附件。
β=±25度
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电子显微镜的成像原理
目前,电子显微镜技术(electron microscopy)已 成为研究机体微细结构的重要手段。常用的有透射电镜 (transmission electron microscope,TEM)和扫描 电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)。
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CEISS902电镜
加速电压50KV、80KV W灯丝 顶插式样品台 能量分辨率1.5ev 倾转角度α=±60度
转动4000
Philips CM12透射电镜
加速电压20KV、40KV、60KV、80KV 、100KV、120KV LaB6或W灯丝 晶格分辨率 2.04Å 点分辨率 3.4Å 最小电子束直径约2nm; 倾转角度α=±20度
电子显微镜
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电镜的主要结构
电子光学系统 真空系统 供电系统
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1 . 电子光学系统
1)照明部分
(1)阴极:又称灯丝,一般是由0.03~0.1毫米的钨丝作成V 或Y形状。
(2)阳极:加速从阴极发射出的电子。为了安全,一般都是 阳极接地,阴极带有负高压。
(3)控制极:会聚电子束;控制电子束电流大小,调节象的 亮度。
与光镜相比,电镜用电子束代替了可见光,用电 磁透镜代替了光学透镜,并使用荧光屏将肉眼不可见电 子束成像。
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光源
光 电子镜
聚光镜
学 聚光镜 显
微
试样
镜 试样
物镜
和 物镜
电
中间象 目镜
镜 光 中间象
投影镜
路
图
比
毛玻璃 照相底板
较 观察屏
PPT学习交流照相底板
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1、透射电子显微镜 (Transmission electron microscope, TEM)
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3 . 供电系统
透射电镜需要两部分电源:一是供给电子枪的高压部 分,二是供给电磁透镜的低压稳流部分。
电源的稳定性是电镜性能好坏的一个极为重要的标志。 所以,对供电系统的主要要求是产生高稳定的加速电压和 各透镜的激磁电流。
近代仪器除了上述电源部分外,尚有自动操作 程序控制系统和数据处理的计算机系统。
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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,如扫描电镜、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,即分析电镜。它们能同时提供 试样的有关附加信息。