电子显微分析考试复习中南
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下表为与该体心立方物相对应的表格的一部分。
K
U VW
H1 K1 L1
H2 K2 L2
R2/R R3/R1
FAI D1 D2
1
1 1 1 1 0 1 -1
-1 0 1
1.00 1.000
120.00 2.744 2.744
0
4 1 0 0 0 -1 -1
0 1 -1
1.00 1.414
90.00 2.744 2.744
的波长为 0.0197 埃),相机长度 100cm,理论相机常数为 19.7mm.Ǻ.请先标定该铜晶体的花样, 并校正该电镜在相机长度为 100cm 时的相机常数(该电镜由于多年没有校正相机常数,实际值与理 论值相差可能比较大)。附表为与铜晶体有关的衍射谱的几何特征表。
对全部高中资料试卷电气设备,在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验;通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关,系电通,力1根保过据护管生高线0产中不工资仅艺料可高试以中卷解资配决料置吊试技顶卷术层要是配求指置,机不对组规电在范气进高设行中备继资进电料行保试空护卷载高问与中题带资22负料,荷试而下卷且高总可中体保资配障料置各试时类卷,管调需路控要习试在题验最到;大位对限。设度在备内管进来路行确敷调保设整机过使组程其高1在中正资,常料要工试加况卷强下安看2与全22过,22度并22工且22作尽2下可护1都能关可地于以缩管正小路常故高工障中作高资;中料对资试于料卷继试连电卷接保破管护坏口进范处行围理整,高核或中对者资定对料值某试,些卷审异弯核常扁与高度校中固对资定图料盒纸试位,卷置编工.写况保复进护杂行层设自防备动腐与处跨装理接置,地高尤线中其弯资要曲料避半试免径卷错标调误高试高等方中,案资要,料求编5试技写、卷术重电保交要气护底设设装。备备4置管高调、动线中试电作敷资高气,设料中课并3技试资件且、术卷料拒管中试试调绝路包验卷试动敷含方技作设线案术,技槽以来术、及避管系免架统不等启必多动要项方高方案中式;资,对料为整试解套卷决启突高动然中过停语程机文中。电高因气中此课资,件料电中试力管卷高壁电中薄气资、设料接备试口进卷不行保严调护等试装问工置题作调,并试合且技理进术利行,用过要管关求线运电敷行力设高保技中护术资装。料置线试做缆卷到敷技准设术确原指灵则导活:。。在对对分于于线调差盒试动处过保,程护当中装不高置同中高电资中压料资回试料路卷试交技卷叉术调时问试,题技应,术采作是用为指金调发属试电隔人机板员一进,变行需压隔要器开在组处事在理前发;掌生同握内一图部线纸故槽资障内料时,、,强设需电备要回制进路造行须厂外同家部时出电切具源断高高习中中题资资电料料源试试,卷卷线试切缆验除敷报从设告而完与采毕相用,关高要技中进术资行资料检料试查,卷和并主检且要测了保处解护理现装。场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况,然后根据规范与规程规定,制定设备调试高中资料试卷方案。
电子显微技术试题

电子显微技术一、名词解释1.数值孔径2.景深与焦长3.齐焦4.像差5.色差6.电子探针二、选择题1.适于观察细胞复杂网络如内质网膜系统、细胞骨架系统的三维结构的显微镜是( )A.普通光学显微镜B.荧光显微镜C.相衬显微镜D.激光扫描共聚焦显微镜2. 下面对透射电镜描述不正确的是( )A.利用泛光式电子束和透射电子成像B.观察细胞内部超微结构C.发展最早,性能最完善D.景深长、图像立体感强3. 电子散射少、对样品损伤小、可用于观察活细胞的电子显微镜是( )A.普通透射电镜B.普通扫描电镜C.超高压电镜D.扫描隧道显微镜4. 物象在低倍镜(10X)下清晰可见,换高倍镜(40X)后看不见了,这是因为( )A.玻片放反了B.高倍物镜故障C.物象不在视野正中央D.焦距没调好5. 用于透射电镜的超薄切片厚度通常为( )A.50 nm ~100nmB.0.2μmC.10μmD.2nm6. 关于扫描隧道显微镜(STM),下列叙述错误的是( )A.STM是IBM苏黎世实验室的Binnig等人在1981年发明的B.可直接观察到DNA、RNA和蛋白等生物大分子C.仅可在真空条件下工作D.依靠一极细的金属针尖在标本表面扫描来探测标本的形貌7. 下面哪一种措施与提高显微镜分辨能力无关( )A.使用放大倍率较高的目镜B.使用折射率高的介质C.扩大物镜直径D.使用波长较短的光源8. 透射电镜的反差取决于样品对( )的散射能力A.二次电子B.入射电子C.样品质量厚度D.样品性质9. 仅仅反映固体样品表面形貌信息的物理信号是( ) A.背散射电子B.二次电子C.吸收电子D.透射电子10. 透射电镜所具有的特征有( )A.分辨率高B.放大倍数高C.成像立体感强D.标本须超薄11. 电子枪产生的电子是( )A.入射电子B.俄歇电子C.弹性散射电子D.二次电子12. 电镜标本制备时常用的固定剂有( )A.锇酸B.戊二醛C.丙酮D.过碘酸13. 下面属于超高压电子显微镜的优点的是( ) A.可用于观察厚切片B.可以提高分辨率C.可提高图像质量D.减少辐射损伤范围14. 二次电子检测系统不包括( )A.收集体B.显像管C.闪烁体D.光电倍增管15. 扫描电镜的反差是由( )决定的A.吸收电子产率B.反射电子产率C.二次电子产率D.特征X射线产率三、判断题1.1938年,俄国工程师Max Knoll和Ernst Ruska制造出了世界上第一台透射电子显微镜(TEM)。
中南大学透射电镜 X射线考试必备资料——电镜最后三十题 题库

透射电镜主要由几大系统构成? 各系统之间关系如何?答:四大系统:电子光学系统,真空系统,供电控制系统,附加仪器系统。
其中电子光学系统是其核心。
其他系统为辅助系统。
透射电镜中有哪些主要光阑? 分别安装在什么位置? 其作用如何? 答:主要有三种光阑:①聚光镜光阑。
在双聚光镜系统中,该光阑装在第二聚光镜下方。
作用:限制照明孔径角。
②物镜光阑。
安装在物镜后焦面。
作用: 提高像衬度;减小孔径角,从而减小像差;进行暗场成像。
③选区光阑:放在物镜的像平面位置。
作用: 对样品进行微区衍射分析。
什么是消光距离? 影响晶体消光距离的主要物性参数和外界条件是什么? 答:消光距离:由于透射波和衍射波强烈的动力学相互作用结果,使I 0和Ig 在晶体深度方向上发生周期性的振荡,此振荡的深度周期叫消光距离。
影响因素:晶胞体积,结构因子,Bragg 角,电子波长。
时,即只有倒易点阵原点在爱?答:(1)由以下的电子衍射图可见θ2tg L R ⋅=∵ 2θ很小,一般为1~20 ∴ θθsin 22=tg (θθθθθθ2cos cos sin 22cos 2sin 2==tg )由 λθ=sin 2d 代入上式dl L R λθ=⋅=sin 2即 λL Rd = , L 为相机裘度 这就是电子衍射的基本公式。
令 k l =λ 一定义为电子衍射相机常数kg dkR ==(2)、在0*附近的低指数倒易阵点附近范围,反射球面十分接近一个平面,且衍射角度非常小 <10,这样反射球与倒易阵点相截是一个二维倒易平面。
这些低指数倒易阵点落在反射球面上,产生相应的衍射束。
因此,电子衍射图是二维倒易截面在平面上的投影。
(3)这是因为实际的样品晶体都有确定的形状和有限的尺寸,因而,它的倒易点不是一个几何意义上的点,而是沿着晶体尺寸较小的方向发生扩展,扩展量为该方向实际尺寸的倒数的2倍。
单晶电子衍射花样的标定有哪几种方法?图1是某低碳钢基体铁素体相的电子衍射花样,请以尝试—校核法为例,说明进行该电子衍射花样标定的过程与步骤。
中南大学-透射电镜-高分辨显微术

对主要由轻元素组成的薄晶体,展开上式,略 去高次项,可得:
(7)
按照弱相位体近似,试样下表面处的透射电子波与试样沿 电子束方向的晶体电势投影分布成线性关系。如果在以后的成 像过程中,物镜是一个理想无像差透镜,则它可以将A(x,y) 还原成真实反映晶体结构的像面波。然而实际情况不是这样, 物镜存在像差.这就要考虑像差对A(x,y)的调制。下面讨论这种调 制和其它因素对成像过程的影响。
A(x)可以分解为一系列频率函数G1(υ)G2(υ)G3(υ)G4(υ)---
逆过程,一些列频率函数G1(υ)G2(υ)G3(υ)G4(υ)—可以合成 出原函数A(x)
推而广之,两个函数只要他们的自变量之间存在某种可以 表述的函数关系,例如倒空间和正空间之间的关系,都可 写成:
• ②物镜的成像过程 • 具体到电镜上的成像过程,可用下图 示意表示。物镜对试样下表面的物面波 A(x,y)进行富里叶变换,得到后焦面上 的衍射波函数(衍射谱)G(h,k),记 作:
Si4N4与SiC晶界的高 分辨TEM像在电子束 具有良好相干性条件 下拍摄的晶界高分辨 结构像。 箭头所指区域为孪 晶.A为晶界
1 原理概述
高分辨电子显徽术是一种基于相位衬度成像机制的成像技术。 (1)透射函数 相位相同的入射电子束受晶体势场的调制,在试样下表面各点, 形成了携带结构信息的振幅和相位均不同的电子波场。在加速电压 E下,运动电子的波长,由下式表示:
引入附加相位位移的最常用方法是利用物镜的球 差和散焦
左图是球差产生相位位移示意图。 从靠近物镜前焦面A点,与光轴成 倾角离开试样下表面的电子束, 经物镜作用后本应交物镜后焦面 于C点,但由于物镜球差的缘故, 使其偏离原路径角,交后焦面于D 点。C、D两点相距为dR。这样, 由于路径的改变,出现了光程差
电子显微学复习提纲答案

2. 电子束透过试样时,电子透射强度受哪些因素影响? 加速电压,样品厚度,入射方向,晶体结构,样品物质成分
3. 简述二级复型、一级萃取复型。 二级复型:
a) 按一般金相法,抛光原始试样,选择合适的侵蚀剂腐蚀试样表 面,以显示内部组织;或者选用新鲜断口作为试样。
每一种元素都有自己的特征俄歇能谱。 1)适合分析轻元素及超轻元素 2)适合表面薄层分析(<1nm)(如渗氮问题)
透射电子(TE): 当试样厚度小于入射电子的穿透深度时,电子从另 一表面射出,这样的电子称为透射电子。TEM就是应用透射电子成 像的。如果试样只有10~20nm的厚度,则透射电子主要由弹性散射 电子组成,成像清晰。如果试样较厚,则透射电子有相当部分是非 弹性散射电子,能量低于E0,且是变量,经过磁透镜后,由于色 差,影响了成像清晰度。
6. 几何像差和色差产生原因,消除办法。 球差即球面相差,是由于电磁透镜的中心区域和边缘区域对电子的折 射能力不符合预定的规律而造成的。 减小球差可以通过减小Cs值和缩小孔径角来实现,用多级矫正器进 行校正。 像散是由于电磁透镜磁场具有一定的椭圆度造成的,不同方向上电子 的聚焦能力不同,因而在主光轴上不能汇聚到一点。用消像散器消 除。 畸变是由于球差引起的。通过电子线路的校正可以消除。 色差是由于入射电子波长(或能量)的非单一性造成的。 采取稳定加速电压的方法可以有效减小色差;适当调配透镜极性;卡 斯汀速度过滤器
第三章 复习题
1. 分析电子衍射于X射线衍射有何异同? 电子衍射原理和X射线相似,是满足Bragg方程作为产生衍射的必 要条件。两种衍射技术所得到的衍射花样几何特征上也大致相 似。 不同之处在于: 电子波长比X射线短得多,同样满足Bragg条件时,衍射角很小。 而X射线衍射,衍射角最大可接近π/2. 电子衍射操作时采用薄晶样品,薄样品的倒易点阵会沿样品厚度 方向延伸成杆状,从而增加倒易点阵与埃瓦尔德球相交的机会 电子波长短,埃瓦尔德球的半径很大,较小范围内反射球的球面 可近似看成一平面,也可认为电子衍射斑点分布在一个二维倒易 截面内。
电子显微分析试题集

材料结构分析一、名词解释:球差景深分辨率明场像暗场像消光距离菊池花样衍射衬度双光束条件电子背散射衍射二次电子背散射电子二、简答1.透射电镜主要由几大系统构成?各系统之间关系如何?2.照明系统的作用是什么?它应满足什么要求?3.成像系统的主要构成及其特点是什么?4.分别说明成像操作与衍射操作时各级透镜(像平面与物平面)之间的相对位置关系,并画出光路图。
5.说明多晶、单晶及非晶衍射花样的特征及形成原理。
6.制备薄膜样品的基本要求是什么?具体工艺过程如何?双喷减薄与离子减薄各适用于制备什么样品?7.什么是衍射衬度?它与质厚衬度有什么区别?8.画图说明衍衬成像原理,并说明什么是明场像,暗明场像。
9.什么是消光距离?影响晶体消光距离的主要物性参数和外界条件参数是什么?10.衍衬运动学的基本假设及其意义是什么?怎样做才能满足或接近基本假设?11.举例说明理想晶体衍衬运动学基本方程在解释衍衬图像中的应用。
12.什么是缺陷不可见判据?如何用不可见判据来确定位错的布氏矢量?13.写出电子束入射固体晶体表面激发出的三种物理信号,它们有哪些特点和用途?14.扫描电镜的成像原理与透射电镜有何不同?15.二次电子像和背散射电子像在显示表面形貌衬度时有何相同与不同之处?16.当电子束入射重元素和轻元素时,其作用体积有何不同?各自产生的信号的分辨率有何特点? 17.二次电子像景深很大;样品凹坑底部都能清楚地显示出来,从而使图像的立体感很强,其原因何在?18. 要在观察断口形貌的同时,分析断口上粒状夹杂物的化学成分,选用什么仪器?用怎样的操作方式进行具体分析?19.举例说明电子探针的三种工作方式(点、线、面)在显微成分分析中的应用。
20. 电子探针仪与扫描电镜有何异同?电子探针仪如何与扫描电镜和透射电镜配合进行组织结构与微区化学成分的同位分析?21. 波谱仪和能谱仪各有什么优缺点?22. 某多晶体的电镜衍射图中,有八个衍射环,R从小到大读数依次等于6.28、7.27、10.29、12.05、12.57、14.62、15.87、16.31mm,若该晶体属于立方晶系,能否判断该样品的点阵类型?23.透射电镜的电子光学系统(镜筒)包括哪几个部分,分别指出电子枪、聚光镜、物镜、中间镜、投影镜和照相机各属于哪个部分;指出物镜光阑和选区光阑所在的位置。
中南考试电镜全部题库

明场成像:只让中心透射束穿过物镜光栏形成的衍衬像称为明场镜。 暗场成像:只让某一衍射束通过物镜光栏形成的衍衬像称为暗场像。 中心暗场像:入射电子束相对衍射晶面倾斜角,此时衍射斑将移到透镜的中心位置,该衍射 束通过物镜光栏形成的衍衬像称为中心暗场成像 9.什么是消光距离?影响晶体消光距离的主要物性参数和外界条件参数是什么? 答:符合布拉格条件时透射波与衍射波之间能量交换或强度振荡的深度周期。 影响因素:晶胞体积,结构因子,Bragg 角,电子波长。 10.衍衬运动学的基本假设及其意义是什么?怎样做才能满足或接近基本假设? 答:(1)、忽略样品对电子束的吸收和多重散射 。 (2)、不考虑衍射束和透射束间的交互作用。即对衬度有贡献的衍射束,其强度相对于 入射束强度是非常小的 。 (3)、双光束近似意味着:a) 存在一个 S 值; b) 具有互补性
5.说明多晶、单晶及非晶衍射花样的特征及形成原理。 答:单晶花样是一个零层二维倒易截面,其倒易点规则排列,具有明显对称性, 且处于二维网络的格点上。因此表达花样对称性的基本单元为平行四边形。单晶 电子衍射花样就是(uvw)*0 零层倒易截面的放大像。 多晶面的衍射花样为: 各衍射圆锥与垂直入射束方向的荧光屏或照相底片的相交线, 为一系 列同心圆环。每一族衍射晶面对应的倒易点分布集合而成一半径为 1/d 的倒易球面,与 Ewald 球的相惯线为圆环,因此,样品各晶粒{hkl} 晶面族 晶面的衍射线轨迹形成以入射电子束为轴、2θ 为半锥角的衍射圆锥,不同晶面族衍射圆锥 2θ 不同,但各衍射圆锥共顶、共轴。 非晶的衍射花样为一个圆斑 6.制备薄膜样品的基本要求是什么?具体工艺过程如何?双喷减薄与离子减薄各适用于制备 什么样品? 答:样品的基本要求: 1)薄膜样品的组织结构必须和大块样品相同,在制备过程中,组织结构不变化; 2)样品相对于电子束必须有足够的透明度 3)薄膜样品应有一定强度和刚度,在制备、夹持和操作过程中不会引起变形和损坏; 4)在样品制备过程中不允许表面产生氧化和腐蚀。 样品制备的工艺过程: 1) 切薄片样品 2) 预减薄 3) 终减薄 离子减薄: 1)不导电的陶瓷样品 2)要求质量高的金属样品 3)不宜双喷电解的金属与合金样品 双喷电解减薄: 1)不易于腐蚀的裂纹端试样 2)非粉末冶金试样 3)组织中各相电解性能相差不大的材料 4)不易于脆断、不能清洗的试样 7.什么是衍射衬度?它与质厚衬度有什么区别? 衍射衬度是由于晶体薄膜的不同部位满足布拉格衍射条件的程度有差异而引起的衬度; 质量厚度衬度本质上是一种散射吸收衬度, 即衬度是由散射物不同部位对入射电子的散射吸 收程度有差异而引起的,它与散射物体不同部位的密度和厚度的差异有关; 衍衬成像反映的是晶体内部的组织结构特征, 而质量厚度衬度反映的基本上是样品的形貌特 征。 8.画图说明衍衬成像原理,并说明什么是明场像,暗明场像。
电子显微分析试题集

一、名词解释1、球差:由于电子透镜中心区域和边缘区域对电子会聚能力不同而造成的2、色差:是电子能量不同,从而波长不一造成的3、景深:在保持像清晰的前提下,试样在物平面上下沿镜轴可移动的距离4、焦深:在保持像清晰的前提下,象平面上下沿镜轴可移动的距离5、分辨率:指所能分辨开来的物面上两点间的最小距离6、衬度:像面上相邻部分间的黑白对比度或颜色差7、明场像:让透射束通过物镜光阑所成的像8、暗场像:仅让衍射束通过光阑所成的像9、消光距离:描述电子束强度在由极大到极小又到极大完成一变化周期沿入射方向所经历的距离10、菊池花样:由亮暗平行线对组成的一种花样,由经过非弹性散射失去很少的能量的电子随后又与一组反射面满足布拉格定律发生弹性散射产生的。
11、衍射衬度:由于晶体薄膜的不同部位满足布拉格衍射条件的程度有差异而引起的衬度12、双光束条件:电子束穿过样品后,除透射束外,只存在一束较强的衍射束精确的符合布拉格条件,其他大大偏离布拉格条件,结果衍射花样除了透射斑外,只有一个衍射斑强度较大,其他衍射斑强度基本忽略,这种情况为双光束条件13、电子背散射衍射:在扫描电子显微镜中,利用非弹性散射的背散射电子与晶体衍射后,在样品的背面得到的菊池衍射结果14、二次电子:被入射电子轰击出来的离开样品表面的核外电子15、背散射电子:指被固体样品原子反弹回来的一部分入射电子,其中包括弹性散射电子和非弹性散射电子二、简答1、透射电镜主要由几大系统构成各系统之间关系如何四大系统:电子光学系统,真空系统,供电控制系统,附加仪器系统。
其中电子光学系统是其核心,提供电子束并与试样发生相互作用。
其他系统为辅助系统。
2、照明系统的作用是什么它应满足什么要求照明系统由电子枪、聚光镜和相应的平移对中、倾斜调节装置组成。
它的作用是提供一束亮度高、照明孔经角小、平行度好、束流稳定的照明源。
它应满足明场和暗场成像需求。
3、成像系统的主要构成及其特点是什么试样室,物镜,中间镜,投影镜物镜:强励磁短焦透镜。
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电子显微分析考试复习中南材料结构分析一、名词解释:1、球差:球差是由于电子透镜的中心区域和边沿区域对电子的会聚能力不同而造成的。
电子通过透镜时的折射近轴电子要厉害的多,以致两者不交在一点上,结果在象平面成了一个满散圆斑。
色差:是电子能量不同,从而波长不一造成的2、景深:保持象清晰的条件下,试样在物平面上下沿镜轴可移动的距离或试样超越物平面元件的距离。
焦深:在保持像清晰的前提下,象平面沿镜轴可移动的距离或者说观察屏或照相底板沿镜轴所允许的移动距离3、分辨率:所能分辨开来的物平面上两点间的最小距离,称为分辨距离4、明场像:采用物镜光阑将衍射束挡掉,只让透射束通过获得图像衬度得到的图像。
5、暗场像:用物镜光阑挡住透射束及其余衍射束,而只让一束强衍射束通过光阑所的图像。
中心暗场像:入射电子束相对衍射晶面倾斜角,此时衍射斑将移到透镜的中心位置,该衍射束通过物镜光栏形成的衍衬像称为中心暗场成像。
衬度:试样不同部位由于对入射电子作用不同,经成像放大系统后,在显示装置上显示的强度差异。
6、消光距离:衍射束的强度从0逐渐增加到最大,接着又变为0时在晶体中经过的距离。
7、菊池花样:由入射电子经非弹性不相干散射,失去很少能量,随即入射到一定晶面时,满足布拉格定律,产生布拉格衍射,衍射圆锥与厄瓦尔德球相交,其交线放大后在底片投影出的由亮暗平行线对组成的花样。
8、衍射衬度: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的电子图像反差,它仅属于晶体结构物质。
9、双光束条件:假设电子束穿过样品后,除了透射束以外,只存在一束较强的衍射束精确地符合布拉格条件,其它的衍射束都大大偏离布拉格条件。
作为结果,衍射花样中除了透射斑以外,只有一个衍射斑的强度较大,其它的衍射斑强度基本上可以忽略,这种情况就是所谓的双光束条件。
10、电子背散射衍射:当入射电子束在晶体样品中产生散射时,在晶体内向空间所有方向发射散射电子波。
如果这些散射电子波河晶体中某一晶面之间恰好符合布拉格衍射条件将发生衍射,这就是电子背散射衍射。
11、二次电子:在入射电子束作用下被轰击出来并离开样品表面的样品的核外电子叫做二次电子。
12、背散射电子:被固体样品中原子反射回来的一部分入射电子,又分弹性背散射电子和非弹性背散射电子。
二、简答1.透射电镜主要由几大系统构成?各系统之间关系如何?答:电镜一般是由电子光学系统、真空系统和供电系统三大部分组成。
其中电子光学系统是其核心,其他系统为辅助系统。
2.照明系统的作用是什么?它应满足什么要求? 答:照明系统包括电子枪和聚光镜2个主要部件,它的功用主要在于向样品及成像系统提供亮度足够的光源。
电子束流,对它的要求是输出的电子束波长单一稳定,亮度均匀一致,调整方便,像散小。
它应满足明场和暗场成像需求。
(刘:产生发射会聚出一定能量的电子束,发射的电流稳定性要好,电流组打狗,电子束能量集中,电子束相干性好,单色性好。
)3.成像系统的主要构成及其特点是什么?答:成像系统主要由物镜、中间镜和投影镜及物镜光阑和选区光阑组成物镜:强激磁短焦距,放大倍数高,100~300倍中间镜:弱激磁长焦距,放大倍数0~20倍,当放大倍数大于1,用来进一步放大物象,小于1用来缩小物象投影镜:强激磁短焦距,激磁电流固定,景深焦长很大物镜光阑:装在物镜后焦面,直径20-120um,无磁金属制成。
选区光阑:装在物镜像平面上,直径20-400um. 4.分别说明成像操作与衍射操作时各级透镜(像平面与物平面)之间的相对位置关系,并画出光路图。
答:成像:试样在物镜的物平面上,物镜的像平面是中间镜的物平面,中间镜的像平面是投影镜的物平面。
衍射:试样在物镜的物平面上,物镜的后焦面是中间镜的物平面,中间镜的像平面是投影镜的物平面。
5.说明多晶、单晶及非晶衍射花样的特征及形成原理。
答:单晶:明锐,周期性排布的衍射斑点,可以找到一个平行四方形,通过平移这个平行四边形,可得所有像每一个斑点对应一个面,可视为倒易面的投影,因此具有周期性。
多晶:样品中各晶粒同名晶面倒易点集合形成倒易球面,倒易球面与反射球相交为圆环,因此各晶粒同名面形成以入射电子束轴2 为半锥角的衍射圆锥,各圆锥与感光平板相交,形成衍射圆环像。
明锐的衍射环,或由斑点组成的环,同一组晶面倒易矢量因位相不同形成倒易球,与反射球相交成环。
非晶:模糊的环带,晶面随机分布,衍射无规律性。
6.制备薄膜样品的基本要求是什么?具体工艺过程如何?双喷减薄与离子减薄各适用于制备什么样品?答:样品的基本要求:1)薄膜样品的组织结构必须和大块样品相同,在制备过程中,组织结构不变化;2)样品相对于电子束必须有足够的透明度3)薄膜样品应有一定强度和刚度,在制备、夹持和操作过程中不会引起变形和损坏;4)在样品制备过程中不允许表面产生氧化和腐蚀。
样品制备的工艺过程1) 切薄片样品2) 预减薄3) 终减薄离子减薄:1)不导电的陶瓷样品2)要求质量高的金属样品3)不宜双喷电解的金属与合金样品双喷电解减薄:1)不易于腐蚀的裂纹端试样2)非粉末冶金试样3)组织中各相电解性能相差不大的材料4)不易于脆断、不能清洗的试样7.什么是衍射衬度?它与质厚衬度有什么区别? 答:由于样品中不同位相的衍射条件不同而造成的衬度差别叫衍射衬度。
它与质厚衬度的区别:(1)质厚衬度是建立在原子对电子散射理论基础上的,而衍射衬度则是利用电子通过不同位相粒时的衍射成像原理而获得的衬度,利用了布拉格衍射角。
(2)质厚衬度利用样品薄膜厚度的差别和平均原子序数的差别来获得衬度,而衍射衬度则是利用不同晶粒的晶体学位相不同来获得衬度。
(3)质厚衬度应用于非晶体复型样品成像中,而衍射衬度则应用于晶体薄膜样品成像中。
(衍射衬度:由于晶体薄膜的不同部位满足布拉格衍射条件的程度有差异以及结构振幅不同而形成电子图像反差。
它仅属于晶体物质,对于非晶体试样是不存在的。
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。
区别:衍射衬度利用不同晶粒晶体学位相不同获得衬度,利用于晶体薄膜样品中;质厚衬度利用薄膜样品厚度差别和原子序数差别来获得衬度,利用于非晶体复型样品成像中)8.图说明衍衬成像原理,并说明什么是明场像、暗场像和中心暗场像。
(图)答:设薄膜有A、B两晶粒B内的某(hkl)晶面严格满足Bragg条件,或B 晶粒内满足“双光束条件”,则通过(hkl)衍射使入射强度I0分解为Ihkl 和IO-Ihkl两部分为IA ≈ IIB≈ I- IhklB晶粒相对A晶粒的像衬度为)(IIIIIIIhklABAB≈-=∆明场成像:只让中心透射束穿过物镜光栏形成的衍衬像称为明场镜。
暗场成像:只让某一衍射束通过物镜光栏形成的衍衬像称为暗场像。
中心暗场像:入射电子束相对衍射晶面倾斜角,此时衍射斑将移到透镜的中心位置,该衍射束通过物镜光栏形成的衍衬像称为中心暗场成像。
9.什么是消光距离?影响晶体消光距离的主要物性参数和外界条件参数是什么?(公式)答:消光距离:由于透射波和衍射波强烈的动力和Ig在晶体深度方向上学相互作用结果,使I发生周期性的振荡,此振荡的深度周期叫消光距离。
(衍射束的强度从0逐渐增加到最大,接着又变为0时在晶体中经过的距离。
)影响因素:晶胞体积,结构因子,Bragg角,电子波长。
(刘:物性参数:晶胞体积操作反射的结构振幅外界参数:入射电子波波长(加速电压)电子流与晶面形成半衍射角)10.衍衬运动学的基本假设及其意义是什么?怎样做才能满足或接近基本假设?答:(1)、忽略样品对电子束的吸收和多重散射。
(2)、不考虑衍射束和透射束间的交互作用。
即对衬度有贡献的衍射束,其强度相对于入射束强度是非常小的。
(3)、双光束近似意味着:a) 存在一个S 值; b) 具有互补性基本假设:(4)柱体近似。
试样下表面某点所产生的衍射束强度近似为以该点为中心的一个小柱体衍射束的强度,柱体与柱体间互不干扰。
满足或接近基本假设得做到:(1)试样取向应使衍射晶面处于足够偏离布拉格条件的位置,即S≠0(2)要采用足够薄的样品(刘:⑴采用双光束近似,只考虑透射束和一束衍射束成像,且两者强度互补。
(2)认为衍射波振幅远小于透射波振幅,试样各处入射电子波振幅与强度都保持不变,只需计算衍射波的振幅与强度变化。
(3)假定电子束在晶体内多次反射和吸收忽略不计。
(4)假设相邻两入射束之间无相互作用,可将入射范围看作一圆柱体,只可考虑沿柱体轴向上的衍射强度的变化,柱体出射角衍射强度只与考虑的柱体内结构内容与衍射强度有关。
当试样很薄,电子速度很快,布拉格反射角2θ很小时接近假设条件。
)11.举例说明理想晶体衍衬运动学基本方程在解释衍衬图像中的应用。
2222)()(sin s ts I g g ππξπ=当偏离矢量为定值时,Ig 随t 的变化,按余弦周期变化形成明暗相间的条纹,同一条纹对应的厚度是相同的,深度周期为1/s 。
12.什么是缺陷不可见判据?如何用不可见判据来确定位错的布氏矢量?答:缺陷不可见判据是指:g ⨯R =0确定位错的布氏矢量可按如下步骤:找到两个操作反射g1和g2,其成像时位错均不可见,则必有g1·b=0,g2·b=0.这就是说,b 应该在g1和g2所对应的晶面(h 1k 1l 1)和(h 2k 2l 2)内,即b 应该平行于这两个晶面的交线,b=g1⨯g2,再利用晶面定律可以求出b 的指数。
至于b 的大小,通常可取这个方向上的最小点阵矢量。
13.写出电子束入射固体晶体表面激发出的三种物理信号,它们有哪些特点和用途?答:主要有六种:1)背散射电子:能量高;来自样品表面几百nm深度范围;其产额随原子序数增大而增多.用作形貌分析、成分分析以及结构分析。
2)二次电子:能量较低;来自表层5—10nm深度范围;对样品表面化状态十分敏感。
不能进行成分分析.主要用于分析样品表面形貌。
6)俄歇电子:各元素的俄歇电子能量值很低;来自样品表面1—2nm范围。
它适合做表面分析。
3)吸收电子:其衬度恰好和SE或BE信号调制图Array像衬度相反;与背散射电子的衬度互补。
吸收电子能产生原子序数衬度,即可用来进行定性的微区成分分析.4)透射电子:透射电子信号由微区的厚度、成分和晶体结构决定.可进行微区成分分析。
5)特征X射线: 用特征值进行成分分析,来自样品较深的区域14.扫描电镜的成像原理与透射电镜有何不同?答:扫描电镜成像原理:扫描电镜利用聚焦电子束在样品表面逐点扫描,与样品作用产生各种物理信号,如俄歇电子,二次电子,背散射电子,特征X射线等,这些信号经检测器接收,放大,并转换成调制信号,最后在荧光屏上显示反映样品表面各种特征的图像,不会产生衍射像。