透射电镜图象解释课件

透射电子显微镜成象

原理与图象解释透射电镜由于入射电子透射试样后，将与试样内部原子发生相互作用，从而改变其能量及运动方向。不同结构有不同的相互作用。这样，就可以根据透射电子图象所获得的信息来了解试样内部的结构。由于试样结构和相互作用的复杂性，因此所获得的图象也很复杂。它不象表面形貌那样直观、易懂。①质厚衬度由于试样的质量和厚度不同，各部分对入射电子发生相互作用，产生的吸收与散射程度不同，而使得透射电子束的强度分布不同，形成反差，称为质-厚衬度。②衍射衬度衍射衬度主要是由于晶体试样满足布拉格反射条件程度差异以及结构振幅不同而形成电子图象反差。它仅属于晶体结构物质，对于非晶体试样是不存在的。1透射电子衬度象的形成机制对于透射电镜试样，由于样品较厚，则质厚衬度可近似表示为:

Gρt=N(δ02ρ2t2/A2-δ01ρ1t1/A1)（4-1）其中δ02.δ01---原子的有效散射截面A2.A1---试样原子量ρ2.ρ1---样品密度t2,t1---试样厚度N---阿佛加德罗常数厚度衬度σ02=σ01A1=A2ρ1=ρ2则有Gρt=N(δ0ρ(t2-t1)/A)=N(δ0ρ△t/A)(4-2)即复型试样的质厚衬度主要取决于厚度,对于常数复型,则其衬度差由式决定,即由质量与厚度差共同决定,故(4-1)称为质量衬度表达式。

平均原子系数衬度散射截面:弹性:γn=ze/uαбn=πγn

2=π(z2e2/u2α)非弹性:γ

e=e/uαбe=πγ

e

2zбe=zπγ

e

2бo=бn+zбeбn/zбe=z表明原子序数越大,弹性散射的比例就越大,弹性散射是透射电子成像的基础,而非弹性散射主要引起背底增强,试图象反差下降。晶面反射并受到物镜光栏挡住，因此，在荧光屏上就成为暗区，而OB晶粒则为亮区，从而形成明暗反差。由于这种衬度是由于存在布拉格衍射造成的，因此，称为衍射衬度。设入射电子强度为IO，(hkl)衍射强度为Ihkl，则A晶粒的强度为IA=IO-Ihkl，B晶粒的为IB=IO，其反差为IA/IB=(IO-Ihkl)/IO。明场像——上述采用物镜光栏将衍射束挡掉，只让透射束通过而得到图象衬度的方法称为明场成像，所得的图象称为明场像。暗场像——用物镜光栏挡住透射束及其余衍射束，而只让一束强衍射束通过光栏参与成像的方法，称为暗场成像，所得图象为暗场像。暗场成像有两种方法：偏心暗场像与中心暗场像。必须指出：①只有晶体试样形成的衍衬像才存明场像与暗场像之分，其亮度是明暗反转的，即在明场下是亮线，在暗场下则为暗线，其条件是，此暗线确实是所造用的操作反射斑引起的。4晶体缺陷分析

一.晶体缺陷对衍射强度的影响

晶体中或多或少存在着不完整性，并且较复杂，这种不完整性包括：1.由于晶体取向关系的改变而引起的不完整性，例如晶界、孪晶界、沉淀物与基体界向等等。2.晶体缺陷引起，主要有关缺陷（空穴与间隙原子），线缺陷（位错）、面缺陷（层错）及体缺陷（偏析，二相粒子，空洞等）。3.相转变引起的晶体不完整性：①成分不变组织不变（spinodals）；②组织改变成分不变（马氏体相变）；③相界面（共格、半共格、非共格）具有以上不完整性的晶体，称为不完整晶体。

各种缺陷的存在，改变了完整晶体中原子的正常排列情况，使的晶体中某一区域的原子偏离了原来正常位置而产生了畸变，这种畸变使缺陷处晶面与电子束的相对位相发生了改变，它与完整晶体比较，其满足布拉格条件就不一样，