催化实验方法ppt课件电子显微镜技术

第五章电子显微技术1.概述A.背散射电子及其信息入射电子在样品表面受到散射向着反方向运动电子原子序数Z越大,背散射电子强度越大

样品表面组成.背散射电子

样品表面形貌信息电子信息:

II=IB+IA+IT+IS12B.吸收电子信息3若样品厚度相当大时,透射电子电流IT=0设二次电子电流为常数

IS=C吸收电流

IA=(II-C)

–IB吸收电子电流与背散射电子电流是互补关系.但吸收电流大小还受:二次电子,背散射电子的二次吸收和电荷积累的影响C.

二次电子信息★俄歇电子

Auger电子能谱★二次电子

反映微观形貌D.

透射电子信息形貌,组成,晶型

TEM4电子波长根据德布罗依关系式:设初速为0的电子,受到电位差为V的电埸加速25根据能量守恒原理,电子获得动能为:6若加速电压较高(几百伏以上)应作相对论修正:7能分开二点的能力对光学显微镜:可见光波长:

7600～3900若

20KV

波长:

0.086分辨率(力)38衬度:电子象的形成取决于入射电子束与物质(试样)的相互作,电子强度发生了变化.在荧光屏上的强度也是不均匀的,这种强度不均匀分布现象称为衬度.形成电子象被称为衬度象.9电子光学折射定律4根据电磁学原理,电子在静电场中受到洛伦兹力为:若电子不沿着电场方向运动,电子发生折射,在界面处电子运动速度将由 变为10因在平行于界面方向没有电场作用则:11散射截面5入射电子被试样中原子散射后,偏离入射方向的角度称为散射角.散射角大于或等于某一定角的几率称为该试样物质对电子的“散射截面”122.

透射电镜(TEM)及其应用13(Transmission

Electron

microscopy)透射电镜中,电子的加速电压很高.采用的试样很薄.而且所接受的是透过的电子信号主要是电子的散射,衍射,干涉等作用.它的成像操作有:亮场像,暗场像和选区电子衍射.No.1散射(质量-厚度)衬度图像分析图象上相邻点的反由成象电子束的强度差决定.电子反差G定义:14定义透明系数:则15透明系数16主要决定於原子量(Z)

原子序数

物质的原子序数越大

散射电子能力越强

参与成象电子越光

荧光屏上相应位置越暗原子序数越小

越亮相邻部位原子序数相差越大

图象反差越大当相邻两点的物质种类和结构完全相同图象衬度反映了试样上各部位的厚度差异17No.2电子衍射波长为的电子束照射到晶体就会产生衍射现象.它可分为高能电子衍射和低能电子衍射.透射电属高能电子衍射它也应满足布拉格定律:18物质对电子的散射作用比X射线强.因此电子衍射比X射线衍射强得多.摄取电子衍射花样短.就可研究小晶粒,或衍射相当弱的样品.在进行选区衍射操时,就可获得样品组成,形貌和晶体结构的信息.19No.3相位差衬度图象分析入射电子波穿过极薄(30

,40 )的试样后,形成的散射波和直接透射波之间产生相位差.经物镜合聚作用,在象平面上会发生干涉.由于穿过试样各点后电子波的相位差情况不同,在象平面上电子波的相位差情况不同.形成了相位差衬度图象.这种干涉图与原子的点阵结构有关.得到原子点阵结构象和原子象.203.

扫描电镜(SEM)(Scanning

Electron

Microscopy)成象电子信息:21★二次电子产率(即每个入射电子所能产生的二次电子数)的最大值对应于一特定的入射角而变化即随样品表面的形貌而变化★背散射电子图象主要是原子序数差异造成的衬度.表面的凸凹不平也能形成形貌衬度★二次电子象与背散射电子像的分离★背散射象的形貌和组成象的剥离224.

电子探针及其应用(EPMA)(Electron

Probe

Micro

Analysis)(1)特征X射线23当入射电子将内层(K)电子激发出去其空穴被高能位外层电子(L)填充并发射X射线它的能量不随入射电子能量不同而不同

由构成物质的元素种类决定

称特征X射线它的频率由Mosley定律所决定:24(2)特征X射线测量波长分辨型选一个己知d晶体测量衍射角,由布拉格公式:可求得25能量分辨型特征X射线射入

电离室

脉冲大小

E大小

脉冲数目

某个特征X射线量265.低能电子衍射(LEED)27(Low

Elnergy

Electr