《现代分析测试技术之电子显微测量》

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1、2021/7/231电子显微分析技术2021/7/2322021/7/233显微镜由两个会聚透镜组成，光路图如图所示。物体AB经物镜成放大倒立的实像A1B1，A1B1位于目镜的物方焦距的内侧，经目镜后成放大的虚像A2B2于明视距离处。显微技术的相关概念放大倍数：M=成像大小/实物大小SECTION:物理学基础现代分析测试技术-电子显微测量2021/7/234是指光学仪器所能区分的两相邻物点之间最小距离，通常用δ表示，δ越小，表示能分清物体的细节越细，分辨本领越好可见光系统最小分辨率δ=200nm分辨本领2021/7/235圆孔的Fraunhofe

2、r衍射示意图(a)和衍射圆斑(b)现代分析测试技术-电子显微测量SECTION:物理学基础2021/7/235光波衍射中央亮斑被称之为Airy斑R=0.61/(N*sin)2021/7/23现代分析测试技术-电子显微测量SECTION:物理学基础6根据“瑞利”判据，当A、B两点靠近到使像斑的重叠部分达到各自的一半时，则认为此两点的距离即是透镜的分辨本领；由此得出显微镜的分辨本领公式（阿贝公式）为：d=0.61/(N*sin)其中:N*sin是透镜的孔径数(简写为N*A)常于镜头上标明，其最大值为1.3因此，上式可近似化简为：d=0.5

3、光学显微镜可见光的波长为400~760nm。光波的衍射SECTION:物理学基础现代分析测试技术-电子显微测量2021/7/237传统光学显微系统的不足：第一，光线不可能传递所有信息，光波讯号是决定分辨本领高低的主要因素，受光波的衍射(Diffraction)等制约第二，分辨本领的高低取决于光学仪器元件的精度，对光学显微镜来说，起主要作用的是物镜，由计算得到光学显微镜所能分辨的最小距离δ=0.61(λ/N·sinα)第三，对光学仪器而言，任何系统的最终像将形成在某种装置上，如眼睛的视网膜，电视摄像的镜头等，这些光学“仪器”的分辨率，不仅有一定的限

4、制，而且仅能反映可见光现代分析测试技术-电子显微测量SECTION:物理学基础现代分析测试技术-电子显微测量2021/7/238电子显微分析方法的种类透射电子显微镜(TEM)可简称透射电镜扫描电子显微镜(SEM)可简称扫描电镜电子探针X射线显微分析仪简称电子探针SECTION:物理学基础现代分析测试技术-电子显微测量2021/7/239它们的根本不同点在于光学显微镜以可见光作照明束，透射电子显微镜则以电子为照明束。在光学显微镜中将可见光聚焦成像的是玻璃透镜，在电子显微镜中相应的为磁透镜。TEM【TransmissionElectronMicros

5、cope】现代分析测试技术-电子显微测量SECTION:物理学基础2021/7/2310PhilipsCM12透射电镜1924年deBroglie提出波粒二象性假说1927Davisson&Germer,ThompsonandReid进行了电子衍射实验。1933年柏林大学的Knoll和Ruska研制出第一台电镜（点分辨率50nm,比光学显微镜高4倍)，Ruska为此获得了NobelPrize（1986）SEM【ScanningElectronMicroscope】主要是利用样品表面产生的二次电子或散射电子成像来对物质的表面结构进行研究，是探索微观

6、世界的有力工具现代分析测试技术-电子显微测量SECTION:物理学基础2021/7/23111935：法国的卡诺尔提出扫描电镜的设计思想和工作原理。1942：剑桥大学的马伦首次制成世界第一台扫描电镜。电子波高速运动的电子所具有的动能是由电场提供的：1/2mν2=eU，λ=h/mν电子具有的波长应为；λ=h/(2meU)0.5=1.226/U0.5(nm)其中:h=6.62×10-34(J·s),e=1.60×10-19(C),m=9.11×10-31(kg)在电子显微镜中，电子的加速电压很高，电子速度很大，接近光速。此时需考虑运动速度对粒子质量的

7、影响．根据相对性原理而得到电子波的波长表达式为：λ=1.226/(1+0.9788×10-6U)0.5现代分析测试技术-电子显微测量SECTION:物理学基础2021/7/2312现代分析测试技术-电子显微测量SECTION:物理学基础现代分析测试技术-电子显微测量2021/7/2313加速电压(kV)电子波长(A)250.076500.054750.0431000.0372000.0255000.01410000.008730000.0036电子波长与电场电压关系：成反比入射电子束吸收电子二次电子背散射电子俄歇电子特征X射线透射电子透射电子（包

8、含非弹性散射电子）（弹性散射电子）样品现代分析测试技术-电子显微测量电子与物质的相互作用SECTION:物理学基础2021/7/2314