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透射电镜(TEM)基本原理

透射电镜(TEM)基本原理
Transmissim Electnonic Microscopy

透射电镜基本构造与光学显微镜相似,主要由光源、物镜和投影镜三部分组成,只不过用电子束代替光束,用磁透镜代替玻璃透镜。光源由电子枪和一或两个聚光镜组成,其作用是得到具有确定能量的高亮度的聚焦电子束。
SEM基本原理图:


透射电镜的构造
1. 电子透镜系统
2. 真空系统
3. 供电系统

电镜的成像光路上除了物镜和投影镜外,还增加了中间镜,即组成了一个三级放大成像系统。
三级放大成像图:

物镜和投影镜的放大倍数一般为100,中间镜的放大倍数可调,为0-20。中间镜的物平面与物镜的像平面重合,在此平面装有一可变的光阔,称为选区光阑。荧光屏、光学观察放大镜及照相机等组成观察系统。

电镜构造的两个特点
1、磁透镜
磁透镜工作原理图:

2、因为空气会便电子强烈地散射,所以凡有电子运行的部分都要求处于高真空,要达到1.33×10-4 Pa或更高。
   光学显微镜中的玻璃透镜不能用于电镜,因为它们没有聚焦成像的能力,是“不透明”的。电流通过线圈时出现磁力线和南北极。
   由于电子带电,会与磁力线相互作用,而使电子束在线圈的下方聚焦。只要改变线圈的励磁电流,就可以使电镜的放大倍数连续变化。为了使磁场更集中在线周内部也包有软铁制成的包铁,称为极靴化,极靴磁透镜磁场被集中在上下极靴间的小空间内,磁场强度进一步提高。
电子与样品相互作用产生的信息:


电镜三要素
分辨率
大孔径角的磁透镜,100KV时,分辨率可达0.005nm。实际TEM只能达到0.1-0.2nm,这是由于透镜的固有像差造成的。   
    提高加速电压可以提高分辨率。已有300KV以上的商品高压(或超高压)电镜,高压不仅提高了分辨率,而且允许样品有较大的厚度,推迟了样品受电子束损伤的时间,因而对高分子的研究很有用。但高加速电压意味着大的物镜,500KV时物镜直径45-50cm。
     对高分子材料的研究所适合的加速电压,最好在250KV左右。
放大倍数
    电镜最大的放大倍数等于肉眼分辨率(约0.2mm)除以电镜的分辨率0.2nm,因而在106数量级以上。
衬度
    在分析TEM图像时,亮和暗的差别(即衬度,又称反差)到底与样品的什么特性有关,这点对解释图像非常重要。
semtem

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沙发
hit030061 发表于 2012-7-21 19:06:02
受教了  非常好
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板凳
吕建斌 发表于 2012-9-13 16:47:58
{:4_108:}不错
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