1、資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。第二篇電子顯微分析電子顯微分析是基于電子束（波）與材料的相互作用而建立的各種材料現(xiàn)代分析方 法。電子顯微分析方法以材料微觀形貌、結(jié)構(gòu)與成分分析為基本目的。從分析原理 （技術(shù)基礎(chǔ)）來看，各種電子顯微分析方法中的一些方法也可歸于光譜分析（如電子 探針）、能譜分析（如電子激發(fā)俄歇能譜）和衍射分析（如電子衍射）等方法范疇。 電子顯微分析主要介紹透射電子顯微分析、掃描電子顯微分析及電子探針分析這些 基本的、得到廣泛應(yīng)用的分析方法。第七章透射電子顯微分析電子光學(xué)基礎(chǔ)電子波有何特征？與可見光有何異同？答：電子波具有粒子性和波動(dòng)性波粒二象性，電子顯

2、微鏡中常見的加速電壓為100200kv,電子波長為0.003700.00251nm,大約是可見光（390760nm）的十萬分 之一。電磁透鏡的像差是怎樣產(chǎn)生的,如何來消除和減少像差?答:像差分為兩類：幾何像差和色差。幾何像差是因?yàn)橥哥R磁場幾何形狀上的缺陷而造成的。幾何主要指球差和像散。色差是由于電子波的波長或能量發(fā)生一定幅度的改變而造成的。第一，采取穩(wěn)定加速電壓的方法可有效地減小色差。第二，單一能量或波長的 電子束照射樣品物質(zhì)時(shí),將與樣品原子的核外電子發(fā)生非彈性散射。一般來說,樣品 越厚，電子能量損失或波長變化幅度越大，色差散焦斑越大，透鏡像分辯率越差。因此 應(yīng)盡可能減小樣品厚度，以利于提高透

3、鏡像的分辯率。（球差：球差即球面像差，是由電磁透鏡磁場中，近軸區(qū)域?qū)﹄娮邮恼凵淠芰εc遠(yuǎn) 軸區(qū)域不同而產(chǎn)生的。球差除了影響分辨本事外，還會(huì)引起圖像畸變。像散：是由透 鏡磁場非旋轉(zhuǎn)對稱引起的一種像差。像散散焦斑與焦距差A(yù)fA成正比，透鏡磁場非旋 轉(zhuǎn)對稱性越明顯，焦距差越大，散焦斑越大，透鏡的分辨率越差。像散能夠用機(jī)械、靜 資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。電或電磁式消像散器適當(dāng)?shù)丶右匝a(bǔ)償矯正。）說明影響光學(xué)顯微鏡和電磁透鏡分辨率的關(guān)鍵因素是什么？如何提高電磁透鏡的分辨率？ 答：1.影響光學(xué)顯微鏡分辨本事主要取決于照明波長和光差介質(zhì)，因此式Ar0=06偵 /nsin a

4、故若要提高光學(xué)顯微鏡的分辨本事，關(guān)鍵是要有短波長的照明源。電磁透鏡的分辨本事取決于透鏡的衍射效應(yīng)和像差所產(chǎn)生埃利斑和散焦斑尺寸的大小（透射電子顯微鏡中用磁場來使電子波聚焦成像的裝置是電磁透鏡。）（限制電磁透鏡分辨本事的主要因素是球差&s。因?yàn)殡姶磐哥R總是會(huì)聚的透鏡,至今還沒找到一種矯正球差行之有效的方法。而從球差最小散焦斑半徑 r公式A rs=1/4Cs a 3來看，球差最小散焦斑半徑與球差系數(shù)Cs成正比，與孔徑半角a 3成正比。）當(dāng)照明電子束波長一定時(shí)，透鏡孔徑半角越大,衍射效應(yīng)埃利斑半徑越小，透鏡 分辨本事越高。減小透鏡孔徑半角，能夠顯著地減小散焦斑半徑，因此，也就顯著地提高透鏡的 分辨本

5、事。衍射效應(yīng)與球差對分辨本事的影響是相互矛盾的，因此兩者必須兼顧。關(guān)鍵是確定電磁透鏡的最佳孔徑半角a 0盡可能減小樣品厚度，減少像差也有利于提高透鏡像的分辯率。第9章電子衍射分析電子衍射與x射線衍射有何異同？答：電子衍射原理與X射線衍射相似，是以滿足或基本滿足布拉格方程為產(chǎn)生衍射的 必要條件。但因其電子波有其本身的特殊性，與X射線衍射相比具有下列特點(diǎn)：1）電子波的波長比X射線短得多 資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。2）電子波長短，用Ewald圖解時(shí)，反射球半徑很大，在衍射角很小時(shí)的范圍內(nèi)，反 射球的球面可近似為平面。從而可認(rèn)為電子衍射產(chǎn)生斑點(diǎn)大致分布在一個(gè)二維 倒

6、易截面內(nèi)，結(jié)果晶體產(chǎn)生的衍射花樣能比較直觀地反映晶體內(nèi)各晶面的位 向。3）電子衍射用薄晶體樣品，其倒易點(diǎn)沿樣品厚度方向擴(kuò)展為倒易桿，增加了倒易 點(diǎn)和Ewald球相交截面機(jī)會(huì)，結(jié)果使略偏離布拉格條件的電子束也能發(fā)生衍射。4）電子衍射束的強(qiáng)度較大，拍攝衍射花樣時(shí)間短。因?yàn)樵訉﹄娮拥纳⑸淠芰h(yuǎn) 大于對X射線的散射能力。倒易點(diǎn)陣與正點(diǎn)陣之間關(guān)系如何?倒易點(diǎn)陣與晶體的電子衍射斑點(diǎn)之間有何對 應(yīng)關(guān)系？答：長期的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，晶體點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)與其電子衍射斑點(diǎn)之間能夠經(jīng)過另外一個(gè)假想的 點(diǎn)陣很好地聯(lián)系起來,這就是倒易點(diǎn)陣。經(jīng)過倒易點(diǎn)陣能夠把晶體的電子衍射斑點(diǎn)直接解釋成晶體相應(yīng)晶面的衍射結(jié)果。倒易點(diǎn)陣是一種晶體學(xué)表示

7、方法，是厄互爾德于19創(chuàng)立的，它是在量綱為L-1的倒 空間內(nèi)的另外一個(gè)點(diǎn)陣，與正空間內(nèi)的某特定的點(diǎn)陣相對應(yīng)。用愛瓦爾德圖解法證明布拉格定律。答：畫出fcc和bcc晶體的倒易點(diǎn)陣，并標(biāo)出基本矢量a*,b*,c*o答：何為零層倒易截面和晶帶定理?說明同一晶帶中各晶面及其倒易矢量與晶帶軸之間 的關(guān)系。說明多晶、單晶及非晶衍射花樣的特征及形成原理。答：請導(dǎo)出電子衍射的基本公式，解釋其物理意義，并闡述倒易點(diǎn)陣與電子衍射圖 資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。的關(guān)系及其原因。比較與X射線衍射的異同點(diǎn)。答：單晶電子衍射花樣的標(biāo)定有哪幾種方法？第8章透射電子顯微鏡透射電鏡主要由哪幾大

8、系統(tǒng)構(gòu)成？各系統(tǒng)之間關(guān)系如何？ 答：四大系統(tǒng)：電子光學(xué)系統(tǒng)（照明系統(tǒng)、成像系統(tǒng)、觀察記錄系統(tǒng)）真空系統(tǒng)，供 電控制系統(tǒng)，附加儀器系統(tǒng)（EDS、WDS、EELS）照明系統(tǒng)的作用是什么？它應(yīng)滿足什么要求？ 作用：提供一束亮度高、照明孔徑角小、平行度高、束斑小、束流穩(wěn)定的照明源。為滿足明場和暗場成像需要，照明束可在20-30范圍內(nèi)傾斜。成像系統(tǒng)的主要構(gòu)成及其特點(diǎn)是什么？ 答：由物鏡、物鏡光欄、選區(qū)光欄、中間鏡（1、2）和投影鏡組成1）物鏡：用來獲得第一幅高分辨率電子顯微圖像或電子衍射花樣的透鏡。電鏡的分 辨率主要取決于物鏡，必須盡可能降低像差。物鏡一般為強(qiáng)勵(lì)磁、短焦透鏡 （戶1-3mm），放大倍數(shù)1

9、00300倍，當(dāng)前，高質(zhì)量的物鏡其分辨率可達(dá)0.1nm。2）物鏡光欄：裝在物鏡背焦面，直徑20120um，無磁金屬制成（Pt、Mo等）作用是 提高像襯度減小孔徑角，從而減小像差進(jìn)行暗場成像3）選區(qū)光欄：裝在物鏡像平面上，直徑20-400um，對樣品進(jìn)行微區(qū)衍射分析4）中間鏡是一個(gè)弱勵(lì)磁、長焦距、變倍率透鏡，放大倍數(shù)可調(diào)節(jié)020倍，作用是 控制電鏡總放大倍數(shù)，成像/衍射模式選擇5）投影鏡：短焦、強(qiáng)磁透鏡，進(jìn)一步放大中間鏡的像。投影鏡內(nèi)孔徑較小，使電子束 進(jìn)入投影鏡孔徑角很小。當(dāng)前，一般電鏡裝有附加投影鏡，用以自動(dòng)校正磁轉(zhuǎn)角。分別說明成像操作與衍射操作時(shí)各級透鏡（像平面與物平面）之間的相對位置關(guān)系

10、,并畫出光路圖。資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。衍射操作模式成像操作模式透射電鏡中有哪些主要光闌?在什么位置?其作用如何？答：透射電鏡有三種主要光闌:聚光鏡光闌、物鏡光闌和選區(qū)光闌。聚光鏡光闌作用：限制照明孔徑角。在雙聚光鏡系統(tǒng)中，該光闌裝在第二聚光鏡下方。光闌孔直徑:20-400um, 一般分析用時(shí)光闌孔直徑用200-300um,作微束分析時(shí)，采用 小孔徑光闌。物鏡光闌：也稱襯度光闌，安裝于物鏡的后焦面。光闌孔直徑20-120um。作用：提高像襯度減小孔徑角，從而減小像差進(jìn)行暗場成像選區(qū)光闌:為了分析樣品上的微區(qū),應(yīng)在樣品上放置光闌來限定微區(qū)，對該微區(qū)進(jìn)行 衍射分析叫做選取衍射。該光闌是選區(qū)光闌，也稱限場光闌或視場光闌。樣品臺的結(jié)構(gòu)與功能如何？它應(yīng)滿足那些要求？答：:第十章晶體薄膜衍射襯度成像分析1.什么是衍射襯度?它與質(zhì)厚襯度有什么區(qū)別？答：由樣品各處衍射束強(qiáng)度的差異形成的襯度稱為衍射襯度。非