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1、電子顯微鏡原理班級班級: :微電三甲微電三甲學生學生:4973a057:4973a057黃昭穎黃昭穎 4973a0584973a058蘇暐倫蘇暐倫指導老師指導老師: :方信普方信普目錄n n電子顯微鏡原理n n電子顯微鏡的種類n n穿透式電子顯微鏡的原理n n穿透式電子顯微鏡成像原理n n掃描式電子顯微鏡的原理n n掃描式電子顯微鏡的成像原理電子顯微鏡原理電子顯微鏡系統由電子槍電子顯微鏡系統由電子槍 (electron gun) (electron gun) 發射電子束，經過一發射電子束，經過一組磁透鏡組磁透鏡 (condenser lens) (condenser lens) 聚焦後，用遮蔽
2、孔徑聚焦後，用遮蔽孔徑(condenser (condenser aperture)aperture)選擇電子束的尺寸選擇電子束的尺寸 (beam size)(beam size)，通過控制電子束的掃，通過控制電子束的掃描線圈，再透過物鏡描線圈，再透過物鏡 (objective lens) (objective lens) 聚焦打在試片表面，激聚焦打在試片表面，激發出電子訊號。發出電子訊號。電子顯微鏡的種類(1)(1)掃描式電子顯微鏡掃描式電子顯微鏡(SEM)(SEM)有很大的景深，對粗糙的表面，例如凹凸不平的金屬斷面顯示得有很大的景深，對粗糙的表面，例如凹凸不平的金屬斷面顯示得很清楚，而且立
3、體感很強。很清楚，而且立體感很強。電子顯微鏡的種類(2)(2)穿透式電子顯微鏡穿透式電子顯微鏡(TEM)(TEM)穿透式電子顯微鏡將欲觀察的試片放在電子槍內，使觀察的解析穿透式電子顯微鏡將欲觀察的試片放在電子槍內，使觀察的解析度比掃描式高，但因為電子束須穿透試片，所以所需的加速電壓度比掃描式高，但因為電子束須穿透試片，所以所需的加速電壓相對比掃描式電子顯微鏡來的高。相對比掃描式電子顯微鏡來的高。穿透式電子顯微鏡的原理穿透式電子顯微鏡的原理有點像一個幻燈片投影機。穿透式電子顯微鏡的原理有點像一個幻燈片投影機。投影機利用光線照射幻燈片，幻燈片上的圖案只容許投影機利用光線照射幻燈片，幻燈片上的圖案只
4、容許部分光線通過。於是透射的光線便複製了幻燈片上的部分光線通過。於是透射的光線便複製了幻燈片上的圖案，投影至屏幕。圖案，投影至屏幕。穿透式電子顯微鏡成像原理穿透式電子顯微鏡的成像原理可分為三種情況：穿透式電子顯微鏡的成像原理可分為三種情況：吸收像：當電子射到吸收像：當電子射到質量質量、密度密度大的樣品時，主要的成相作大的樣品時，主要的成相作 用是用是散射散射作用。作用。繞射像：電子束被樣品繞射像：電子束被樣品繞射繞射後，樣品不同位置的繞射波後，樣品不同位置的繞射波振幅振幅 分佈對應於樣品中晶體各部分不同的繞射能力。分佈對應於樣品中晶體各部分不同的繞射能力。 相位像：當樣品薄至相位像：當樣品薄至
5、100100 以下時，電子可以傳過樣品，波的以下時，電子可以傳過樣品，波的 振幅變化可以忽略，成像來自於相位的變化。振幅變化可以忽略，成像來自於相位的變化。穿透式電子顯微鏡的應用穿透式電子顯微鏡的應用 穿透式電子顯微鏡的電子束穿透樣品時，一部份電子會直接穿透，另一穿透式電子顯微鏡的電子束穿透樣品時，一部份電子會直接穿透，另一部分會產生繞射電子束。直射電子束與繞射電子束相互干涉後，會產生部分會產生繞射電子束。直射電子束與繞射電子束相互干涉後，會產生晶格像晶格像lattice imagelattice image，可分析材料中的晶體結構及缺陷狀態。，可分析材料中的晶體結構及缺陷狀態。掃描式電子顯微
6、鏡的原理由電子源發射出電子後，在真空電子槍下，經由掃瞄線圈，使電子束於試由電子源發射出電子後，在真空電子槍下，經由掃瞄線圈，使電子束於試片室內對試片表面作掃瞄，掃瞄之區域愈大則顯示於螢幕上之倍率愈小，片室內對試片表面作掃瞄，掃瞄之區域愈大則顯示於螢幕上之倍率愈小，反之則愈大。反之則愈大。掃描式電子顯微鏡的成像原理 掃描式電子顯微鏡其成像原理是利用一束具有掃描式電子顯微鏡其成像原理是利用一束具有530 kV530 kV之電之電 子束掃描試片的表面，接收表面產生之訊號子束掃描試片的表面，接收表面產生之訊號( (包括二次電包括二次電 子、背向反射電子、吸收電子、子、背向反射電子、吸收電子、X X射線
7、等射線等) )以顯現試片圖形之以顯現試片圖形之 影像。影像。掃瞄式電子顯微鏡的應用掃瞄式電子顯微鏡的應用 掃瞄式電子顯微鏡中的電子束直接撞擊試片表面，因試片表面凹凸結掃瞄式電子顯微鏡中的電子束直接撞擊試片表面，因試片表面凹凸結構，造成二次電子產生量不同，從而可在螢光幕上觀察到立體形態的成構，造成二次電子產生量不同，從而可在螢光幕上觀察到立體形態的成像，並可據此判斷粒子大小、粒徑分布、粒子形貌、分散狀態等。像，並可據此判斷粒子大小、粒徑分布、粒子形貌、分散狀態等。電子顯微鏡下的圖片 紅血球Butterfly Wing電子顯微鏡下的圖片Olive LeafPollen參考資料http:/www.i
8、trc.org.tw/Publication/Newsletter/no97/p12.phphttp:/www.itrc.org.tw/Publication/Newsletter/no97/p12.phphttp:/zh.wikipedia.org/zh-http:/zh.wikipedia.org/zh-hk/%E9%80%8F%E5%B0%84%E7%94%B5%E5%AD%90%E6%98%BE%E5hk/%E9%80%8F%E5%B0%84%E7%94%B5%E5%AD%90%E6%98%BE%E5%BE%AE%E9%95%9C%BE%AE%E9%95%9Chttp:/www.hk-
9、phy.org/atomic_world/tem/tem02_c.htmlhttp:/www.hk-phy.org/atomic_world/tem/tem02_c.htmlhttp:/khvic.nsysu.edu.tw/khvic/JL/57.htmhttp:/khvic.nsysu.edu.tw/khvic/JL/57.htmhttp:/www.emath.pu.edu.tw/puam/7_Honor/celebrate/celebrate6/neohttp:/www.emath.pu.edu.tw/puam/7_Honor/celebrate/celebrate6/neon/group06/ch05/ch05_02.htmn/group06/ch05/ch05_02.htmhttp:/www.emath.pu.edu.tw/puam/7_Honor/celebrate/celebrate6/neon/grouphttp:/www.emath.pu.edu.tw/puam/7_Honor/celebrate/celebrate6/neon/group06/ch05/ch05_01.htm06/ch05/ch05_01.htmhttp:/a- END 謝謝收看
