镜（点分辨率50nm, 比光学显微镜高4倍)， Ruska 为此获得了Nobel Prize（1986）。 1949年Heidenreich观察了用电解减薄的铝试样；
实用文档
8
近代TEM发展史上三个重要阶段
像衍理论(50－60年代)： 英国牛津大学材料系 P.B.Hirsch, M.J.Whelan；英国
3）获得立体丰富的信息。
三极管的沟道边界的高分辨环形探测实器用（文A档DF）图像及能量损失谱
13
§ 9-1 透射电子显微镜的结构和成像机理
5万倍
实用文档
14
§ 9-1 透射电子显微镜的结构和成像机理
规则微孔
孔径: 6.2 Å
实用文档
15
§ 9-1 透射电子显微镜的结构和成像机理
规则介孔
孔径: 7-8 nm
剑桥大学物理系 A.Howie （建立了直接观察薄晶体缺陷和结构的实验技术及电
子衍射衬度理论） 高分辨像理论（70年代初）： 美国阿利桑那州立大学物理系J.M.Cowley，70年代发
展了高分辨电子显微像的理论与技术。 高空间分辨分析电子显微学（ 70年代末，80年代初）
采用高分辨分析电子显微镜（HREM，NED，EELS, EDS）对很小范围（～5Å）的区域进行电子显微研究 （像，晶体结构，电子结构，化学成分）
实用文档
30
光学透镜的焦距是固定的。电磁透镜的焦距是可以 通过调节电流大小来改变。
1924年de Broglie提出波粒二象性假说 1926 Busch指出“具有轴对称性的磁场对电子束
起着透镜的作用，有可能使电子束聚焦成像”。 1927 Davisson & Germer, Thompson and Reid
进行了电子衍射实验。 1933年柏林大学的Knoll和Ruska研制出第一台电
光镜是强激磁透镜；第
二聚光镜是弱激磁透镜
实用文档
26
二、成像系统
1、物镜 2、中间镜 3、投影镜
实用文档
27
成像系统
（一）物镜 物镜作用：成像系统的第一级
放大透镜，形成第一幅高分辨 率电子显微图像和电子衍射花 样。 物镜特点：强激磁、短焦距 （1-3mm），高放大倍数，高分 辨率。
物镜决定透射电子显微镜分辨 本领
实用文档
9
各国代表人物
美国伯克莱加州大学G.Thomas将TEM第一 个用到材料研究上。
日本岗山大学H. Hashimoto日本电镜研究 的代表人。
中国：钱临照、郭可信、李方华、叶恒强、 朱静。
国内电镜做得好的有：北京电镜室（物理 所）、沈阳金属所、清华大学。
实用文档
10
为什么要用TEM?
一、照明系统 灯丝
实用文档
22
§ 9-1 透射电子显微镜的结构和成像机理
一、照明系统 （一）电子枪
透射电镜常用75-200kV加速电压
热阴极三极电子枪：发夹形 钨丝阴极＋栅极帽＋阳极，
栅极作用：限制和稳定电子 束流
电子源：阴极和阳极之间电 子束会集成的交叉点
电子源直径显微镜的结构和成像机理
（一）电子枪
实用文档
24
§ 9-1 透射电子显微镜的结构和成像机理
（二）聚光镜
实用文档
25
§ 9-1 透射电子显微镜的结构和成像机理
一、照明系统（二）聚光镜
聚光镜：会聚电子枪射 出的电子束，以最小的 损失照射样品，调节照 明强度、孔径角和束斑 大小
双聚光镜系统：第一聚
1）可以实现微区物相分析。
GaP纳米线的形貌及其衍射花样
实用文档
11
为什么要用TEM?
0.61 r0 nsin
不同加速电压下电子束的波长
V(kV) 100
(Å) 0.0370
2）高的图像分辨率。 200
300
0.0251 0.0197
1000
0.0087
纳米金刚石的高分辨图像
实用文档
12
为什么要用TEM?
实用文档
16
§ 9-1 透射电子显微镜的结构和成像机理
透射电子显微镜的组成结构
通常透射电镜由电子
光学系统、电源与控
制系统、真空系统、
和循环冷却系统组成，
其中电子光学系统是
电镜的主要组成部分。
透射电镜的外观照片
实用文档
17
§ 9-1 透射电子显微镜的结构和成像机理
透射电子显微镜的组成结构 照明系统
电子光学系统 成像系统
观察记录系统
电源与控制系统
TEM
真空系统
循环冷却系统
实用文档
18
电 电子电子光枪学系统组成
子
聚光镜
光
样品台
样品装置
部分
照明部分
学
物镜
系
中间镜
部分
成像
统
投影镜
荧光屏
照相底片 观察记录部分
实用文档
19
§ 9-1 透射电子显微镜的结构和成像机理
电子光学系统组成结构
1.照明系统： 电子枪＋聚光镜
实用文档
28
物镜是一个强激磁短焦距的透镜，它 的放大倍数较高，一般为100-300倍。目前， 高质量的物镜其分辨率可达0.1nm左右。
实用文档
29
（一）物镜
提高物镜分辨率的措施：
1. 物镜的分辨率主要取决于极靴的形状和加工精 度。一般来说，极靴的内孔和上下极之间的距 离越小，物镜的分辨率越高。
2. 在物镜的后焦面上安放一个物镜光阑。物镜光 阑不仅具有减少球差，像散和色差的作用，而 且可以提高图像的衬度。
2.成像系统： 物镜＋中间镜＋投影镜
3.观察记录系统： 荧光屏＋照相底片
实用文档
20
§ 9-1 透射电子显微镜的结构和成像机理
一、照明系统
照明系统主要组成： 电子枪+平移对中、倾 斜调节装置+聚光镜
照明系统的作用：提
供一束亮度高、照明
孔径角小、平行度好、
束流稳定的照明源。
实用文档
21
§ 9-1 透射电子显微镜的结构和成像机理
内容回顾：电子光学基础
光学显微镜的分辨率
极限（200nm)
原因？
受可见光波长限制
电子波
比可见光短十万倍
光学透镜、电磁透镜的成像原理
电磁透镜的像差与分辨本领
电磁透镜的景深和焦长
实用文档
1
第九章 透射电子显 微镜
透射电镜结构与工作原理
实用文档
2
§ 9-1 透射电子显微镜的结构和成像机理
透射电子显微镜 Transmission Electron Microscope, TEM
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
种高分辨本领、高放大倍数的电子光学仪器，是观察分析材料
的形貌、组织和结构的有效工具。
实用文档
3
分析透射电子显微镜 JEM200CX
实用文档
4
分析透射电子显微镜JEM2010
实用文档
5
分析型透射电子显微镜
实用文档
6
超高压电 镜
实用文档
7
TEM发展简史