高分辨透射电子显微术.ppt

高分辨TEM1高分辨TEM是观察材料微观结构的方法。不仅可以获得晶包排列的信息，还可以确定晶胞中原子的位置。2200KV的TEM点分辨率为0.2nm，1000KV的TEM点分辨率为0.1nm。3可以直接观察原子象用物镜光阑选择透射波，观察到的象为明场象；用物镜光阑选择一个衍射波，观察到的是暗场像；在后焦平面上插上大的物镜光阑可以获得合成象，即高分辨电子显微像高分辨显微像01重原子具有较大的势，像强度弱。高分辨显微像的衬度是由合成的透射波与衍射波的相位差所形成的。入射电子与原子发生碰撞作用后，会是入射电子波发生相位的变化。透射波和衍射波的作用所产生的衬度与晶体中原子的晶体势有对应关系。020304yi高分辨像晶格条纹像一维结构像二维晶格像（单胞尺度的像）二维结构像（原子尺度的像；晶体结构像）特殊像晶格条纹像1如果用物镜光阑选择后焦平面上的两个波来成像，由于两个波的干涉，得到一维方向上强度呈周期变化的条纹花样，就是晶格条纹像。2不要求电子束准确平行与晶格平面3常用与微晶和析出物的观察，可以揭示微晶的存在以及形状，但不能获得结构信息。但可通过衍射环的直径和晶格条纹间距来获得。非晶态合金热处理后微晶的晶格条纹像微晶的电子衍射明亮部位为非晶暗的部位为微晶如果倾斜晶体，使电子束平行于某一晶面入射，就可以获得一维衍射条件的花样。使用这种衍射花样，在最佳聚焦条件下拍摄的高分辨率电子显微像不同于晶格条纹像，含有晶体结构的信息。即将观察像与模拟像对照，就可以获得像的衬度与原子排列的对应关系。yi二维晶格像如果电子束平行于某晶带轴入射，就可以满足二维衍射条件的衍射花样。在透射波附近出现反映晶体单胞的衍射波。在衍射波和透射波干涉生成的二维像中，能观察到显示单胞的二维晶格像。01该像虽然含有单胞尺度的信息，但不含原子尺度的信息，称为晶格像。02yi二维结构像010203在分辨率允许的范围内，尽可能多用衍射波成像，就可以使获得的像中含有单胞内原子排列的信息。一般结构像只有在比较薄的区域才能观察到，但对于轻元素在较厚的区域也可以观察到结构像。yiβ氮化硅的结构像α氮化硅的结构像C,e：β氮化硅的模拟像和原子排列D,f：α氮化硅的结构像模拟像和原子排列高分辨电子显微图像可以分为三种类型：1）晶格像：它采用电子束从某一晶面产生反射成像。这种图像可提供晶体结构周期的信息，并有严格的对应关系。根据除透射束外,选取参加成像的衍射束的多少，图像上表现为一组或多组平行等距的条纹。条纹的方向垂直于对应的成像衍射束倒易矢的方向，条纹间距等于该衍射束代表的晶面间距。Menter最先得到的就是酞氰铂的一维晶格像。晶体中存在的缺陷，使图像上的条纹衬度出现异常，例如中断、弯曲、甚至间距也发生改变。条纹像衬对缺陷十分敏感。利用一维晶格像可以可以直接测得平面间距、观察脱溶、孪生、晶粒间界和长周期层状晶体结构。结构像：12这类图像既可以反映晶格周期，也可反映晶体结构的更小的细节，例如原子或原子团的位置。金属原子在像上表现为黑点，原子间的通道则呈亮色，上述Iijiman20世纪70年代拍得的Ti2Bb12O29的高分辨像，属于二维结构像。3使电子束严格沿某一晶面族入射，形成一维结构像。它含有一维结构的信息。单个原子像：它可以反映出孤立存在的原子，早期柯柳（CrewAV）曾获得过链状氧化铀分子在电子辐照下分解出单个铀原子的图像，属于这类高分辨显微像。高分辨(HRTEM)技术高分辨电子显微技术是从原子尺度来观察和研究材料的微结构要获得良好的高分辨电子显微像，必须要注意以下三个方面：合适样品；成像条件；实验操作。晶格条纹像：用物镜光阑选择后焦面上的两束波成像，由于两束波的干涉，得到一维方向上强度呈周期变化的条纹花样。这就是所谓的晶格条纹像。Yi非晶的高分辨像微晶的晶格条纹SiC的二维晶格像TEM的应用01纳米粉体的观察02薄膜形貌观察03缺陷结构研究第十二章

高分辨透射电子显微术（High-ResolutionTransmissionElectronMicroscopy）1926年，Busch发现了不均匀的磁场可以聚焦电子束1924年，deBroglie提出波粒二象性假说1956年，门特(Menter)发明了多束电子成像方法，开创了高分辨电子显微术，获得原子象。1950年，开始生产高压电镜（点分辨率优于0.3nm，晶格条纹分辨率由于0.14nm）1939年，德国西门子公司生产出第一批商用透射电镜（点分