为什么要TEM？

TEM仪器的基本结构

TEM与OM的比较

①TEM必须在真空中工作，因为电子在空气中的平均自由程短，容易散射。

②电子的穿透能力远远弱于X射线，因为电子会与样品的电子产生比较强的相互作用力，所以想要透射过去，就需要样品很薄，保证电子透过去

③电子的辐射损伤严重，限制了成像质量和分辨率

④比OM分辨率更好-可能是原子分辨率≈0.05nm

⑤在TEM中除了成像之外还可以使用衍射和光谱化学成像和光谱-在1nm分辨率下绘制π和σ键

具体构造如下图

其中S是样品

分法一(三种镜子)

C₁是一级聚光镜、C₂是二级聚光镜。

聚光镜的作用是：会聚电子束，使得电子束以接近平行的方式入射，提高衬度。

O是物镜。

作用：核心部件用以成像。

P₁P₂为投影镜

作用：对物镜成的像投影并放大。

分法二（四种镜子）

C₁是一级聚光镜、C₂是二级聚光镜。

O是物镜。

P₁~P_i-1为中间镜

作用：对成的像进行放大

投影镜P_i

三种光阑

①聚光镜光阑CA

作用：①选择近平行的光束 ②提高衬度

用于限制和改变照明孔径半角、改变照明强度

②物镜光阑OA（又称衬度光阑）

通常安装在物镜的后焦面上，光阑孔直径为20~120μm

电子发生衍射后，散射角不同的衍射信号都会汇集在背焦面，利用物镜光阑能够将不需要的衍射信号进行遮挡，选用特定的衍射束进行分析

起作用的是中间的四个小孔（微米级别）大孔是螺丝孔。

Q.为什么光阑用重金属Mo、Pt制作？

A.要用于吸收孔外的光，重金属的吸收效果很好。

作用：①成暗场像以提高衬度 ②是分辨率变得更好

**通过选择不同的物镜光阑从而实现不同的模式（第三种模式还需要改变入射束的角度）**

③选区光阑SA（又称场限光阑或视场光阑）

ps：物镜光阑与选区光阑不能同时出现！

其用于限制和选择样品的分析区域，实现选区电子衍射。安放在物镜的像平面上

电子枪

热离子发射电子枪（钨灯丝）

场发射电子枪:①热阴极FEG ②冷阴极FEG

原理：通过热量为电子提供能量，使电子克服材料的功函数而“逃逸”。

一些术语：

强度：单位时间单位面积通过的电子数（高束流，小束斑直径）

亮度：单位时间单位面积单位角度通过的电子数（高束流，小束斑直径，小会聚角）

耀度：单位时间单位面积单位角度通过的具有某一特定能量的电子数（高束流，小束斑直径，小会聚角，单色）

物镜

⭐功能：将试样形成一次放大像和衍射谱。将来自试样不同点同方向同相位的弹性散射束会聚于其后焦面上，构成含有结构信息的衍射花样；将来自试样同一点的不同方向的弹性散射束会聚于其像平面上，构成与试样组织相对应的显微像；

⭐决定透射电镜的分辨本领，要求它有尽可能高的分辨本领、足够高的放大倍数和尽可能小的像差。通常采用强激磁，短焦距的物镜。

⭐放大倍数较高，一般为100～300倍。

中间镜

⭐功能：弱激磁透镜，把物镜形成的一次中间像或衍射谱投射到投影镜物面上，再由投射镜放大到终平面（荧光屏）。

⭐长焦距变倍透镜，0～20倍可调。

⭐在电镜中变倍率的中间镜控制总放大倍率，用 M表示放大倍率，系统各透镜放大率的乘积，即： M = M₀ X M_I X M_P

投影镜

⭐功能：把中间镜形成的二次像及衍射谱放大到荧光屏上，成为最终放大图像及衍射谱。

⭐短焦距强磁透镜，放大倍数固定。对投影镜精度的要求不像物镜那么严格，它只是把物镜形成的像做第三次放大。

⭐具有很大的景深和焦深。

**三种lens构成成像系统，完成 diffraction 或imaging的功能**

(a) diffraction

使中间镜的物平面与物镜的背焦面重合，此时背焦面上形成的衍射斑点就会被中间镜进一步放大，并经过投影镜投影到荧光屏上得到衍射花样.

(b) imaging

由于物镜成像在中间镜以前，使中间镜的物平面与物镜的像平面重合。中间镜以物镜像为物，所成图像在投影镜前汇聚，投影镜以中间镜像为物进行投影，得到放大图像。