信息分類:金相文章
作者:yiyi發(fā)布
時間:2011-11-14 11:39:56
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提問:顯微鏡的種類 顯微鏡的構(gòu)造圖 顯微鏡的特性
請給我解剖顯微鏡和複式顯微鏡和電子顯微鏡的構(gòu)造圖(中文哦)和特性就可以了~!謝謝你
不知道我的回復(fù)有沒有幫到您,如您有疑問可在我公司在線咨詢系統(tǒng)留言詢問!!
北京上光儀器有限公司回復(fù):
1. 顯微鏡的種類嚴(yán)格說有幾十種,列出比較常見的幾種
a. 光學(xué)顯微鏡
b. 掃描式電子顯微鏡
c. 穿透式電子顯微鏡
d. 原子力顯微鏡
你問的問題好多 一篇文章講不完;我先給您將
穿透式電子顯微鏡
穿透式電子顯微鏡具有極高的穿透能力及高解析度,已成為材料科學(xué)研究上極有效的工具之一。根據(jù)電子與物質(zhì)作用所產(chǎn)生的訊號,穿透式電子顯微鏡分析主要偵測的資料可分為三種:(1)擷取穿透物質(zhì)的直射電子(Transmitted Electron) 或彈性散射電子 (Elastic Scattering Electron) 成像;(2)作成電子繞射圖樣 (Diffraction Pattern, DP),來作微細(xì)組織和晶體結(jié)構(gòu)的研究;(3)搭配 X-光能譜分析儀 (EDS) 或電子能量散失分析儀 (Electron Energy Loss Spectroscope, EELS) 作化學(xué)成份分析。圖3-15為一般穿透式電子顯微鏡與光學(xué)顯微鏡在結(jié)構(gòu)上差異示意圖。
穿透式電子顯微鏡的儀器系統(tǒng)可分為四部份:
1. 電子槍-有鎢絲、LaB6、場發(fā)射式三種(與掃描式電子顯微鏡相似)。圖3-16為場發(fā)射電子槍結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3-16
2. 電磁透鏡系統(tǒng)-包括聚光鏡 (Condenser lens)、物鏡 (Objective Lens)、中間鏡(Intermediate Lens)、和投影鏡 (Projective Lens)。
3. 試片室-試片基座 (Sample Holder) 可分兩類:側(cè)面置入 (Side Entry) 和上方置入 (Top Entry),若需作臨場實(shí)驗(yàn)則可依需要配備可加熱、可冷卻、可加電壓或電流、可施應(yīng)力、或可變換工作氣氛的特殊設(shè)計基座。
4. 影像偵測及記錄系統(tǒng)-ZnS/CdS涂佈的螢光幕或照相底片。
※穿透式電子顯微鏡分析時,通常是利用電子成像的繞射對比(Diffraction Contrast),作成明視野 (Bright Field, BF) 或暗視野 (Dark Field, DF) 影像,并配合繞射圖樣來進(jìn)行觀察。
※穿透式電子顯微鏡的解像能主要與電子的加速電壓 (亦即波長) 和像差 (Aberration) 有關(guān)。加速電壓愈高,波長愈短,解析度也愈佳,同時因電子動能增高,電子對試片的穿透力也增加,所以試片可觀察的厚度也能相對增加。另外影響解像能的因素是像差,像差的來源大致有四種:
(1) 繞射像差 (Diffraction Aberration)-這是物理光學(xué)的基本限制。
(2) 球面像差 (Spherical Aberration)-這是來自物鏡的缺陷,不易校正。
(3) 散光像差 (Astigmatism)-這是由物鏡磁場不對稱而來,因?yàn)閳A形對稱軟鐵磁片製作時精度控制困難,同時顯微鏡使用中,污染的雜質(zhì)附于極片上也會導(dǎo)致像差,一般用像差補(bǔ)償器(Stigmator)產(chǎn)生與散光像差大小相同方向相反的像差來校正。如圖3-19所示。
(4) 波長散佈像差 (Chromatic Aberration)-因?yàn)殡娮拥牟ㄩL會隨著加速電壓或透鏡電流不穩(wěn)而改變,也可能與試片作非彈性碰撞喪失能量,所以電磁透鏡的焦距變化與入射電子能量有關(guān),可以據(jù)此導(dǎo)出影像模煳的半徑與波長散佈像差係成正比。如圖3-20所示。
穿透式電子顯微鏡由于具備超高解像能力,在一般的影像觀察上即比其他分析工具優(yōu)越許多,而依實(shí)際操作時可放大的倍率范圍來看,穿透式電子顯微鏡也具有相當(dāng)大的彈性 (從50 X到1,500,000 X);最近之分析式電子顯微鏡,其組件一般可進(jìn)一步包括(1)掃瞄系統(tǒng),以形成更細(xì)微的電子束(≦100A°),合成的機(jī)型一般稱為掃瞄穿透式電子顯微鏡(Scanning Transmission Electron Microscope:STEM);(2)能量分散式X-光儀 (Energy Dispersive X-ray Spectrometer:EDS),可定性定量測量極小區(qū)域的化學(xué)成份(原子序>4);(3)收斂束電子繞射能力(Convergent Beam Electron Diffraction:CBED),可探討極小區(qū)域的晶體結(jié)構(gòu)群等;(4)電子能量損失能譜儀(Electron Energy Loss Spectrometer:EELS),能夠定性測量小范圍的輕分素(原子序≧3),
傳統(tǒng)電子顯微鏡的選區(qū)繞射(Selected Area Diffraction ; SAD)由于球面像差因素,造成所能分析的最小區(qū)域約為1μm。收斂束電子繞射(Convergent Beam Electron Diffraction:CBED)的技術(shù)可獲得尺寸小且收斂之探束(probe),其分析區(qū)域的范圍,可小至2nm。如此高的空間解析度,使得它廣為應(yīng)用在微米和次微米的相鑑定。CBED可在一般AEM、TEM或?qū)S眯蚐TEM進(jìn)行,其主要應(yīng)用及功能包括:(1)薄膜厚度的測定;(2)相及晶體結(jié)構(gòu)之鑑定;(3)晶體對稱性的決定;(4)量測晶格參數(shù)等。另外,CBED亦能提供例如計算原子位能以及非晶質(zhì)材料局部結(jié)構(gòu)等有用的資料。
電子能量損失能譜儀是指穿透過試片的高能電子束其損失的能量與強(qiáng)度的關(guān)係圖。由于電子束在試片內(nèi)與物質(zhì)的作用相當(dāng)複雜,因此,穿透試片的電子帶有相當(dāng)多關(guān)于物質(zhì)物理、化學(xué)以及電子方面的訊息,從EELS 上我們可做試片厚度的測量、元素的鑑定以及化學(xué)成分的顯微分析(EDS),成為解析化學(xué)成分的有效工具。如圖3-21所示,EELS區(qū)別不同損失能量電子的方法是利用攜帶不同能量的電子經(jīng)過一設(shè)計的稜鏡磁場其偏折的位置不同,因此EELS的偵測器在不同時間偵測不同能量的電子,這與EDS有相當(dāng)大的差別。
TEM在材料科學(xué)研究領(lǐng)域中,已經(jīng)被廣泛而充分地發(fā)揮其多功能特性,舉凡金屬材料、陶瓷材料、電磁材料、複合材料及高溫超導(dǎo)材料等,皆有利用的實(shí)例,以下將歸類穿透式電子顯微鏡的主要功用及限制:(1)在形象(Morphology)觀察方面,對材料結(jié)構(gòu)有敏銳的分辨力;(2)微細(xì)結(jié)構(gòu)的觀察(晶格影像);(3)藉著電子繞射圖樣分析,在試片觀察時擁有方向感;(4)搭配試片基座的傾斜功能,可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)性缺陷的特性分析;(5)配備冷卻/加熱/可變電性的試片基座,可在顯微鏡內(nèi)同步觀察材料結(jié)構(gòu)的變化。然而無可避免的,穿透式電子顯微鏡分析也有其限制,其主要缺點(diǎn)包括:(1)試片的大小必須在3 mm以下,是一種破壞性分析,而且試片製備所需的時間較長;(2)基于電子束有限的穿透力,通常最理想的觀察厚度在 500-1000 埃之間;(3)試片製備非常困難,成功率相對降低。
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