透射电子显微镜的结构及成像
913000730018 鲁皓辰
一、实验目的
1）了解透射电子显微镜的基本结构； 2）熟悉透射电子显微镜的成像原理； 3）了解基本操作步骤。 二、实验内容
1）了解透射电子显微镜的结构；
2）了解电子显微镜面板上各个按钮的位置与作用； 3）无试样时检测像散，如存在则进行消像散处理；
4）加装试样，分别进行衍射操作、成像操作，观察衍射花样和图像； 5）进行明场、暗场和中心暗场操作，分别观察明场像、暗场像和中心暗场像。 三、实验仪器设备与材料
JEM-2100F型TEM透射电子显微镜 四、实验原理
图1 JEM-2100F型透射电子显微镜
一）透射电镜的基本结构
透射电镜主要由电子光学系统、电源控制系统和真空系统三大部分组成，其中电子光学系统为电镜的核心部分，它包括照明系统、成像系统和观察记录系统组成。 1）照明系统
照明系统主要由电子枪和聚光镜组成，电子枪发射电子形成照明光源，聚光
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镜是将电子枪发射的电子会聚成亮度高、相干性好、束流稳定的电子束照射样品。 2）成像系统
成像系统由物镜、中间镜和投影镜组成。 3）观察记录系统
观察记录系统主要由荧光屏和照相机构组成。 二）主要附件
1）样品倾斜装置（样品台)
样品台是位于物镜的上下极靴之间承载样品的重要部件，见图2，并使样品在极靴孔内平移、倾斜、旋转，以便找到合适的区域或位向，进行有效观察和分析。
下极靴 物镜光栏 样品台 上极靴
图2 样品台在极靴中的位置（JEM-2010F） 2）电子束的平移和倾斜装置
电镜中是靠电磁偏转器来实现电子束的平移和倾斜的。图3为电磁偏转器的工作原理图，电磁偏转器由上下两个偏置线圈组成，通过调节线圈电流的大小和方向可改变电子束偏转的程度和方向。
上偏置线圈
S ? ?＋? ? 下偏置线圈
? 图3 电磁偏转器的工作原理图
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3）消像散器
S
N N S N S N S S N S N S S N
N （a）磁极分布 （b）有像散时的电子束斑 （c）无像散时的电子束斑
图4 电磁式消像散器示意图及像散对电子束斑形状的影响 像散是由于电磁透镜的磁场非旋转对称导致的，直接影响透镜的分辨率，为此，在透镜的上下极靴之间安装消像散器，就可基本消除像散。图4 为电磁式消像散器的原理图及像散对电子束斑形状的影响。从图4b和4c可知未装消像散器时，电子束斑为椭圆形，加装消像散器后，电子束斑为圆形，基本上消除了聚光镜的像散对电子束的影响。 4）光栏
光栏是为挡掉发散电子，保证电子束的相干性和电子束照射所选区域而设计的带孔小片。根据安装在电镜中的位置不同，光栏可分为聚光镜光栏、物镜光栏和中间镜光栏三种。 三）成像原理
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