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1、第二章透射电镜的结构与成像原理,第一节 透射电镜的结构,一、电子光学系统,二、真空系统,三、供电系统(电子学系统),电镜的组成(一）,电镜的组成（二）,高压电缆,电子枪室,第一、二聚光镜,光阑,样品臂,物镜,中间镜,投影镜,观察窗,荧光板,底片盒,TEM剖面图,观察室,（一）、电子枪 1、电子枪结构 1) 自给偏压式三极电子枪 阴极：尖端发射电子 栅极：控制电子束形状和发射强度 阳极：加速电子、调节电子波长,一、 电子光学系统,电子枪典型结构的主要部件图,电子束形成示意图,灯丝加热温度和发射电流之间的关系,T,I,1、电子枪结构,2) 场发射电子枪,阴极：钨丝针尖阴极，其曲率半径1000200
2、0。第一阳极：相对于阴极有一正压，引发阴极场发射并控制发射电流强度。第二阳极：加速电子、调节电子波长,场发射式电子枪,名词： 场发射：在金属表面加上极强的电场之后，金属表面势垒降低,在隧道效应的作用下，金属内部的自由电子穿过势垒从金属表面发射出来，向真空飞去，这种物理现象称为场发射,场发射电子枪特点：亮度高；交叉光斑小，直径1 m，最小30100；能量分散小；寿命长，给定寿命2000小时（实际可用3年左右）；分辨率高，高分辨率的TEM和SEM都采用。,1). 钨丝阴极：热电子发射, 最小交叉斑直径 1050m , 寿命2025h,最长约200h 2). LaB6阴极：低温热电子发射亮度高, 寿
3、命约 1000h,2、电子枪从材料可以分为：,1、磁透镜的汇聚作用2、汇聚作用结论：磁透镜总是汇聚透镜磁场稍有变化，焦距f则有较大变化,磁场强度越强焦距越短透镜的放大倍数越高。（焦度1/fHz2)，且电子加速电压越高，电子速度越快，电子越不被易折射，焦距f就越长,(二)、磁电子透镜,r,Fzr,几何光学作图法,1). 聚光镜 ：汇聚电子束，控制束斑的大小 控制孔径角第一级聚光镜C1：短焦距强磁透镜第二级聚光镜C2：长焦距弱磁透镜 2). 物镜作用：形成样品第一级放大的像; 改变其焦距f，对象进行精确聚焦.类型：短焦距强磁透镜,3、TEM的磁透镜,3).与物镜相关的装置 A.物镜极靴 保证磁场的
4、轴对称，防止磁饱和,减少磁场能量的浪费B.物镜可动光阑 30，50，70 m 控制物镜孔径角、减小球差 、增强像的反差C.物镜消像散器 消除像散，提高物镜分辨率D.物镜的散热装置 维持物镜低恒温，减少物镜热漂移,电子束,极靴,电磁线圈,电磁线圈,物镜极靴纵面图,带极靴的磁透镜,4). 中间镜和投影镜 中间镜 类型：长焦距弱透镜 倍率可变 M20， 可设二级 作用：第二次放大图象、控制总放大倍数 投影镜 类型： 短焦距强透镜，可设二级 作用：第三次放大图象,总放大倍数：M总=MO MI MP其中：MO：物镜放大倍数MI ：中间镜放大倍数MP：投影镜放大倍数 物 镜：Objective Lens
5、(OL) 中间镜：Intermediate Lens (IL) 投影镜：Projector Lens (PL),物镜100X,样品,第一级实像,中间镜20X,第二级实像,最终像,投影镜100X,1）位置：聚光镜和物镜之间2）作用：更换样品，承载样品，移动样品3）组成：样品载体，样品架，样品台，样品移动机构，空气闭锁装置，防污染装置4）结构分类： 顶落式：样品台在物镜激励线圈上方，样品架由上而下落入物镜中，稳定度高，可以获得高分辨率图像。 侧插式：样品台在物镜激励线圈下方，样品架由上侧面进入物镜中，结构复杂可以获得最短物镜焦距，常采用,（三）、样品室,防污染装置,冷阱,铜块（-100-150C）,样品,入射电子,空心圆孔,观察装置荧光板 （5070nm),散射反差为主小结构:（t50nm),位相反差为主特小结构:（d1nm,t10nm),唯一的反差： 位相反差,
