投射电子显微镜电子衍射--陈巧林
材料科学中的材料性能表征技术应用教程
材料科学中的材料性能表征技术应用教程一、引言材料性能表征是材料科学中的重要环节，它帮助科学家们深入了解材料的物理、化学和机械性质，从而推动材料科学的发展。
随着科技的进步，材料性能表征技术也得到了迅速的发展和应用。
本篇文章将重点介绍材料科学中常用的材料性能表征技术及其应用，以帮助读者更好地了解和应用这些技术。
二、常用的材料性能表征技术1. 透射电子显微镜（TEM）透射电子显微镜是一种高分辨率的显微镜技术，可被用于观察材料的微观结构。
通过透射电子显微镜，科学家们可以观察到材料的晶体结构、晶界、缺陷等微观特征。
此外，透射电子显微镜还可以通过选区电子衍射技术测定材料的晶体结构。
2. 扫描电子显微镜（SEM）扫描电子显微镜是另一种常用的显微镜技术，它通过扫描材料表面并观察所产生的二次电子或背散射电子来提供材料的表面形貌和微观结构。
扫描电子显微镜广泛应用于材料的结构、形貌和成分等方面的研究。
3. 能谱仪能谱仪是一种常用的材料分析技术，常见的有X射线能谱仪和电子能谱仪。
能谱仪通过分析材料中特定元素的能谱，可以确定材料中元素的种类和含量。
这对于材料的组成分析和元素追溯非常重要。
4. X射线衍射仪（XRD）X射线衍射仪是一种用于材料结构表征的技术。
通过照射材料样品，衍射仪可以测量到X射线的衍射图案，从而确定材料的晶体结构、晶格常数等信息。
X射线衍射仪可以广泛应用于材料的结构分析、相变研究等方面。
5. 热重分析仪（TGA）热重分析仪是一种常用的热分析技术。
它通过测量材料在不同温度下的质量变化，可以分析材料的热稳定性、热分解性等热性能参数。
热重分析仪可用于材料的热性能研究、陶瓷材料的配方优化等方面。
6. 傅立叶变换红外光谱仪（FT-IR）傅立叶变换红外光谱仪是一种常用的光谱分析技术。
它通过测量材料在红外光波段的吸收谱线，可以分析材料的化学结构、功能基团等化学性质。
傅立叶变换红外光谱仪广泛应用于聚合物材料、有机材料等的研究中。
现代透射电子显微技术在多铁材料研究中的应用
现代透射电子显微技术在多铁材料研究中的应用*杨槐馨李俊张颖马超李建奇†(中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室北京100190)Modern transmission electron microscopy andits application to multiferroic materialsYANG Huai-Xin LI Jun ZHANG Ying MA Chao LI Jian-Qi†(Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics，Institute of Physics，Chinese Academyof Sciences，Beijing100190，China)摘要文章简要介绍了材料科学研究中被广泛应用的透射电子显微(TEM)技术及其在多铁材料研究中的应用，并给出了几个典型案例：利用球差矫正原子分辨扫描透射电子显微术(STEM)，并和电子能量损失谱(EELS)相结合，分析多铁异质结界面处的原子分布、离子价态和化学键的变化；结合球差矫正原子分辨透射电子显微图像(HRTEM)和STEM图像，分析多铁材料中的局域对称性破缺和电极化特性；利用原位变温及电/磁场加载技术，研究多铁材料中的结构相变和电畴/磁畴的动态演变特性。
文章特别指出，现代透射电子显微学是全面分析理解多铁材料局域微结构，探讨多铁耦合机制及其物理根源的有效手段。
关键词透射电子显微镜，多铁材料，原位TEM技术，相变，畴结构Abstract Recent progress of a variety of modern transmission electron microscopy (TEM)techniques and their applications to multiferroic materials are briefly reviewed.It is empha-sized that numerous significant structural issues in multiferroic material science could be well ad-dressed by means of TEM-based techniques.For instance,atomic-resolution scanning transmis-sion electron microscopy(STEM)and electron energy-loss spectroscopy(EELS)are invaluable for determining the atomic structure,valence states and electronic structure of the controllable in-terface in multiferroic heterostructures.High-quality high-resolution TEM and STEM images with spatial resolution better than1Åensure the direct observation of local dipoles and mapping of the polarization field.The new generation TEM facilities combined with in-situ cooling/heating and electric/magnetic field holders allow us to capture the dynamic characteristics of the atomic struc-ture and ferroelectric/magnetic domains and to understand the interaction between different order parameters,which will provide valuable insight into the physical origin of the coupling mecha-nism in multiferroics.Keywords transmission electron microscopy,multiferroic materials,in-situ TEM tech-niques,phase transition,domain structure2013－11－01收到†email：ljq@DOI：10.7693/wl20140204*国家重点基础研究发展计划(批准号：2011CB921703，2014CB921002)、国家自然科学基金(批准号：912211012，51272277，11374349)资助项目1引言近年来，多铁材料和相关物理问题的研究成为凝聚态物理研究的热点之一，多铁材料同时具备两种或两种以上铁性(铁磁性、铁电性、铁弹性)，并可以通过不同自由度之间的耦合产生一系列新效应和新现象[1]。
微束分析 薄晶体厚度的会聚束电子衍射测定方法-编制说明
微束分析 薄晶体厚度的会聚束电子衍射测定方法Microbeam analysis Method of thickness measurement for thin crystal by convergent beam electron diffraction编制说明项目工作组2020年 6 月29日《微束分析薄晶体厚度的会聚束电子衍射测定方法》编制说明计划编号：20194209-T-469一、工作任务来源和主要工作过程（1）GB/T 20724-2006 《薄晶体厚度的会聚束电子衍射测定方法》由全国微束分析标准化技术委员会（SAC/TC38）提出与归口，于2006年12月25日首次发布，2007年08月01日实施。
本标准的起草单位:为北京科技大学，主要起草人：北京科技大学柳得橹教授。
（2）全国微束分析标准化技术委员会（SAC/TC38）根据国家标准化管理委员会要求，于2017年8月决定对GB/T 20724-2006标准进行第一次修订，起草单位为北京科技大学和中国航发北京航空材料研究院。
主要起草人：北京科技大学 柳得橹教授和中国航发北京航空材料研究院 娄艳芝高工。
（3）2018年7月工作组向SAC/TC38委员会提交了本标准的修订稿初稿申请立项。
2020年01月13日 国标委批准立项，下达计划号为：20194209-T-469。
（4）2020年6月29日工作组向全国微束分析标准化技术委员会（SAC/TC38）提交本标准的正式征求意见稿，经SAC/TC38委员会征求专家意见。
二、标准编制原则和主要内容的确定依据本标准按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则 第一部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。
大量新材料的研制开发以及性能特征评估和控制等都需要在微米、纳米尺度上对其微观组织特征进行分析测定，往往需要测定薄晶体试样的厚度或纳米尺寸粉体、颗粒等材料的厚度。
在若干方法中，会聚束电子衍射方法是最精确的一种，在适当工作条件下应用该方法测定薄晶体厚度的精度可以达到±2%~5%。
物理实验技术中的材料表征方法与技巧
物理实验技术中的材料表征方法与技巧引言：在物理实验中，材料表征是非常重要的一环。
通过对材料的表征，我们可以了解到材料的组成、性质以及结构，进而为设计和优化材料的应用提供重要的依据。
本文将探讨一些常见的物理实验技术中的材料表征方法与技巧。
一、透射电子显微镜（TEM）技术透射电子显微镜是一种重要的材料表征技术，通过电子束的透射和与样品中的原子相互作用，可以获得高分辨率的材料结构信息。
在使用TEM进行材料表征时，需要注意以下几个技巧：1. 样品制备：制备透射电镜样品是关键的一步。
需要将样品切割成合适的薄片，并通过离子薄化仪等设备使其达到适合TEM观察的薄度。
2. 调节仪器参数：透射电子显微镜具有丰富的仪器参数可调节，如电子束的对准、聚焦、透射电子的能量等等。
正确选择和调节这些参数，能够获得更清晰的显微图像。
二、原子力显微镜（AFM）技术原子力显微镜是一种用于表征材料表面形貌和力学性质的技术。
其通过对样品表面的原子间吸引力或排斥力的测量，得到样品表面的拓扑结构信息。
在运用AFM进行材料表征时，需要注意以下方面：1. 样品选择：由于AFM是一种在空气或液体环境下操作的技术，需要特别注意样品的适应性，例如对于氧化性强的材料，可以选择在惰性气氛下进行观察。
2. 仪器校准：AFM的仪器校准对于获取准确的数据非常关键。
常用的校准项包括力曲线的校准、光栅尺标定等。
三、X射线衍射（XRD）技术X射线衍射是一种常用的分析技术，通过测量晶体中的X射线衍射图样，可以确定晶体的晶格结构和定量分析晶体的组成。
在进行X射线衍射实验时，有一些技巧需要注意：1. 样品制备：样品制备环节对于X射线衍射实验非常重要。
要保证样品的颗粒度和均匀性，以获得准确的衍射图样。
2. 仪器校准：准确的仪器校准对于XRD技术能否获得准确结果至关重要。
常见的校准项目包括衍射仪的零点校准、入射角校准等。
四、核磁共振（NMR）技术核磁共振技术适用于材料中原子核的磁共振现象的研究。
使用透射电子显微镜解析材料的晶体结构
使用透射电子显微镜解析材料的晶体结构引言：透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope，简称TEM）是一种强大的工具，可以帮助科学家们深入研究材料的晶体结构。
通过TEM，我们可以观察到原子级别的细节，揭示材料内部的微观结构。
本文将探讨使用透射电子显微镜解析材料的晶体结构的原理、技术和应用。
一、透射电子显微镜的原理透射电子显微镜利用电子束通过材料的原理来观察样品的微观结构。
与光学显微镜不同，TEM使用的是电子束而不是光束，因此可以获得更高的分辨率。
电子束通过样品后，会与样品中的原子发生相互作用，产生散射。
通过收集和分析这些散射电子，我们可以推断出样品的晶体结构。
二、透射电子显微镜的技术1. 样品制备在使用TEM之前，首先需要制备高质量的样品。
样品通常是非常薄的薄片，通常在几十到几百纳米的范围内。
样品可以通过机械切割、离子蚀刻或电子束刻蚀等方法来制备。
制备过程需要非常小心，以避免样品的损坏或者形成不正确的结构。
2. 透射电子显微镜的操作在将样品放入透射电子显微镜之前，需要进行一系列的操作。
首先，样品需要被安装在一个细的网格上，以便电子束可以穿过样品。
然后，样品需要被放入真空室中，以避免电子束与空气分子的相互作用。
最后，调整透射电子显微镜的参数，如电子束的能量、聚焦和对比度等，以获得最佳的成像效果。
三、透射电子显微镜在材料研究中的应用1. 晶体结构分析透射电子显微镜可以帮助科学家们解析材料的晶体结构。
通过观察样品的衍射图案，我们可以确定晶体的晶格结构、晶面间距和晶体取向等信息。
这对于研究材料的物理性质和性能至关重要。
2. 缺陷和界面研究透射电子显微镜可以帮助我们研究材料中的缺陷和界面。
通过观察样品的高分辨率图像，我们可以发现晶体中的缺陷，如点缺陷、线缺陷和面缺陷等。
此外，我们还可以研究不同材料之间的界面，如晶界、颗粒界面和异质界面等。
3. 原位观察透射电子显微镜还可以进行原位观察，即在材料发生变化的过程中进行实时观察。
透射电子显微镜2013.5.20
称为透射电镜。
Transmittance Electron Microscopy, TEM。
弹性散射电子 非弹性散射电子 直接透射电子
图14 透射电镜成像电子信息
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3.1照明系统 （1）电子枪
电子枪是电镜的电子源。其作用是发射并加速电子， 并会聚成交叉点。电子枪由阴极、阳极和栅极三部分 组成。
4）工作原理 在灯丝电源VF作用下，电 流IF流过灯丝阴极，使之 发热达2500℃以上时，便 可产生自由电子并逸出灯 丝表面。加速电压VA 使阳 极表面聚集了密集的正电 荷，形成了一个强大的正 电场，在这个正电场的作 用下自由电子便飞出了电 子枪外。
55
3.1照明系统 （2）聚光镜
聚光镜的作用是会聚电子枪发射出的电子束，调节照 明强度、孔径角和束斑大小。一般采用双聚光镜系统， 如图所示。
1.透射电镜的发展历史及现状
（2）第一个电子图像的获得 1931年
德国学者Knoll和Ruska首
次获得了放大12倍铜网的 电子图像。证明可用电子
束和磁透镜进行成像。
图5 由鲁斯卡拍摄的放大12倍铜网电子图像
13
1.透射电镜的发展历史及现状
（3）第一台透射电镜的诞生 1931-1934年
德国学者鲁斯卡等研制成 功世界上第一台透射电子 显微镜，至1934年其分辨
人类视觉的 延伸：追求 更远的更高 的。
工欲善其事 必先利其器
电子显微镜
4
1.透射电镜的发展历史及现状
（1）波粒二相性理论的提出 1924年
法国物理学家德布罗意指
出：一切接近于光速运动 的粒子均具有波的性质。
人们由此联想是否可利用
先进材料表征技术
先进材料表征技术材料科学与工程领域中，材料的表征是一项关键的技术，如何准确、全面地了解材料的性质和结构对于材料的设计、制备和应用具有重要的意义。
随着科技的不断进步，人们对于材料表征技术的要求也越来越高。
本文将探讨几种先进的材料表征技术。
一、扫描电子显微镜(SEM)扫描电子显微镜(SEM)是一种常见且广泛应用的材料表征技术。
它利用电子束的扫描来观察材料表面的形貌和微观结构。
通过SEM，我们可以得到高分辨率的图像，可以清晰地观察到材料的表面形貌、晶粒结构以及微观缺陷等。
此外，SEM还可以进行能谱分析，即通过能量谱仪来分析材料中各个元素的含量和分布情况。
因此，SEM被广泛应用于材料的形貌观察、微观结构表征和成分分析等领域。
二、透射电子显微镜(TEM)透射电子显微镜(TEM)是一种能够观察材料内部结构的高级仪器。
相比于SEM，TEM需要将电子束穿过材料，通过透射进行观察。
因此，使用TEM可以获取材料的高分辨率截面图像，并且可以观察到材料的晶体结构、界面和缺陷等微观结构信息。
此外，TEM还可以进行电子衍射实验，通过电子的衍射图样来分析材料的晶体结构和晶格常数。
因此，TEM在材料科学研究中起着至关重要的作用。
三、X射线衍射(XRD)X射线衍射(XRD)是一种常用的材料表征技术，用于分析材料的晶体结构和晶格常数。
通过照射材料样品，我们可以观察到X射线的衍射图样，根据衍射图样的峰位和强度可以确定材料的晶体结构和晶格常数。
XRD广泛应用于材料的物相分析、晶体结构研究等领域。
此外，XRD还可以用于材料的应力分析和晶体的定性和定量分析。
四、原子力显微镜(AFM)原子力显微镜(AFM)是一种高分辨率的表面形貌观察技术。
通过探针和样品之间的相互作用力来获得表面形貌信息。
与SEM不同，AFM可以在几个纳米的水平上观察材料的表面形貌。
通过AFM，我们可以观察到材料的表面粗糙度、纳米级结构和表面反应等信息。
因此，AFM广泛应用于材料的表面形貌观察以及纳米级材料和薄膜的研究。
透射电子显微镜在纳米材料合成中的应用
透射电子显微镜在纳米材料合成中的应用一、透射电子显微镜技术概述透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope, TEM）是一种利用电子束作为照明源，通过样品的透射电子成像的高分辨率显微镜。
它在纳米材料的合成与研究中扮演着至关重要的角色。
透射电子显微镜通过电子束的高穿透力，能够观察到纳米尺度的材料结构，从而为纳米材料的合成提供了强有力的技术支持。
1.1 透射电子显微镜的基本原理透射电子显微镜的基本原理是利用电子束照射样品，电子束通过样品后，部分电子被样品吸收，部分电子透过样品并被探测器接收。
通过分析透过电子的强度和分布，可以获得样品的形貌和结构信息。
透射电子显微镜的分辨率可以达到原子级别，是研究纳米材料的理想工具。
1.2 透射电子显微镜的应用领域透射电子显微镜的应用领域非常广泛，包括但不限于材料科学、纳米技术、生物医学、化学等领域。
在纳米材料的合成中，透射电子显微镜不仅可以观察材料的形貌，还可以分析材料的晶体结构、缺陷、界面等微观特征。
二、透射电子显微镜在纳米材料合成中的应用2.1 纳米材料的形貌观察透射电子显微镜在纳米材料的形貌观察中发挥着重要作用。
通过TEM，可以直观地观察到纳米材料的形状、尺寸和分布。
例如，纳米颗粒、纳米线、纳米管等不同形态的纳米材料都可以通过TEM进行观察。
这种观察对于理解材料的合成机制和优化合成条件具有重要意义。
2.2 纳米材料的晶体结构分析纳米材料的晶体结构对其性能有着决定性的影响。
透射电子显微镜可以通过高分辨电子衍射（High-Resolution Electron Diffraction, HRED）技术，对纳米材料的晶体结构进行精确分析。
通过分析电子衍射图谱，可以获得材料的晶格参数、晶体取向等信息，从而为材料的合成和应用提供理论基础。
2.3 纳米材料的缺陷与界面研究纳米材料的缺陷和界面是影响其性能的关键因素。
透射电子显微镜可以通过高角环形暗场成像（High-Angle Annular Dark Field Imaging, HAADF）技术，对纳米材料的缺陷和界面进行高分辨率成像。
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材料现代分析技术课程设计2014 ~ 2015学年第一学期设计题目透射电子显微镜电子衍射专业年级2013级材料科学与工程姓名学号陈巧林3135902043指导教师张明昕成绩福建农林大学材料工程/学院2015 年 1 月 3 日目录第一章透射电子显微镜结构和主要性能参数 1.1 概述1.2 透射电子显微镜的结构1.2.1 电子光学部分1.2.2 真空系统1.2.3 供电控制系统1.3 透射电子显微镜主要的性能参数1.3.1 分辨率1.3.2 放大倍数1.3.3 加速电压第二章透射电镜的成像原理与电子衍射2.1 透射电镜的成像方式2.2衬度理论2.3 电子衍射原理2.3.1 布拉格定律2.3.2 倒易点阵与爱瓦尔德球图解法2.4 电子衍射基本公式2.5 电子显微镜中的电子衍射2.5.1有效相机常数2.5.2选区电子衍射2.5.3 透射电镜的电子衍射花样2.6选区电子衍射注意事项2.6.1常见的几种衍射图谱2.6.2单晶电子衍射花样的标定第三章透射电子显微镜分析样品制备3.1 透射电镜复型技术（间接样品）3.1.1塑料——碳二级复型3.1.2萃取复型（半直接样品）3.2 金属薄膜样品的制备3.2.1薄膜制备的基本要求3.2.2一般程序3.3 陶瓷材料试样的制备3.3.1颗粒试样的制备方法3.3.2陶瓷薄膜试样（离子减薄）第一章透射电子显微镜结构和主要性能参数1.1 概述透射电子显微镜(Transmission electron microscopy，缩写TEM），简称透射电镜，是把经加速和聚集的电子束投射到非常薄的样品上，电子与样品中的原子碰撞而改变方向，从而产生立体角散射。
散射角的大小与样品的密度、厚度相关，因此可以形成明暗不同的影像，影像将在放大、聚焦后在成像器件（如荧光屏、胶片、以及感光耦合组件）上显示出来。
由于电子的德布罗意波长非常短，透射电子显微镜的分辨率比光学显微镜高的很多，可以达到0.1～0.2nm，放大倍数为几万～百万倍。
因此，使用透射电子显微镜可以用于观察样品的精细结构，甚至可以用于观察仅仅一列原子的结构，比光学显微镜所能够观察到的最小的结构小数万倍。
TEM在中和物理学和生物学相关的许多科学领域都是重要的分析方法，如癌症研究、病毒学、材料科学、以及纳米技术、半导体研究等等。
在放大倍数较低的时候，TEM成像的对比度主要是由于材料不同的厚度和成分造成对电子的吸收不同而造成的。
而当放大率倍数较高的时候，复杂的波动作用会造成成像的亮度的不同，因此需要专业知识来对所得到的像进行分析。
通过使用TEM不同的模式，可以通过物质的化学特性、晶体方向、电子结构、样品造成的电子相移以及通常的对电子吸收对样品成像。
第一台TEM由马克斯·克诺尔和恩斯特·鲁斯卡在1931年研制，这个研究组于1933年研制了第一台分辨率超过可见光的TEM，而第一台商用TEM于1939年研制成功。
第一部实际工作的TEM，现在在德国慕尼黑的的遗址博物馆展出。
恩斯特·阿贝最开始指出，对物体细节的分辨率受到用于成像的光波波长的限制，因此使用光学显微镜仅能对微米级的结构进行放大观察。
通过使用由奥古斯特·柯勒和莫里茨·冯·罗尔研制的紫外光显微镜，可以将极限分辨率提升约一倍。
然而，由于常用的玻璃会吸收紫外线，这种方法需要更昂贵的石英光学元件。
当时人们认为由于光学波长的限制，无法得到亚微米分辨率的图像。
1928年，柏林科技大学的高电压技术教授阿道夫·马蒂亚斯让马克斯·克诺尔来领导一个研究小组来改进阴极射线示波器。
这个研究小组由几个博士生组成，这些博士生包括恩斯特·鲁斯卡和博多·冯·博里斯。
这组研究人员考虑了透镜设计和示波器的列排列，试图通过这种方式来找到更好的示波器设计方案，同时研制可以用于产生低放大倍数（接近1:1）的电子光学原件。
1931年，这个研究组成功的产生了在阳极光圈上放置的网格的电子放大图像。
这个设备使用了两个磁透镜来达到更高的放大倍数，因此被称为第一台电子显微镜。
在同一年，西门子公司的研究室主任莱因霍尔德·卢登堡提出了电子显微镜的静电透镜的专利。
自从60年代以来，商品透射电子显微镜都具有电子衍射功能，而且可以利用试样后面的透镜，选择小至1微米的区域进行衍射观察，称为选区电子衍射，而在试样之后不用任何透镜的情形称高分辨电子衍射。
带有扫描装置的透射电子显微镜可以选择小至数千埃甚至数百埃的区域作电子衍射观察，称微区衍射。
入射电子束一般聚焦在照相底板上，但也可以聚焦在试样上，此时称会聚束电子衍射。
1.2 透射电子显微镜的结构透射电子显微镜（TEM）是观察和分析材料的形貌、组织和结构的有效工具。
TEM用聚焦电子束作照明源，使用对电子束透明的薄膜试样，以透过试样的透射电子束或衍射电子束所形成的图像来分析试样内部的显微组织结构。
图1.1（a）（b）是两种典型的透射电镜的实物照片。
透射电子显微镜的光路原理图如图1.2所示。
1.2.1 电子光学部分整个电子光学部分完全置于镜筒之内，自上而下顺序排列着电子枪、聚光镜、样品室、物镜、中间镜、投影镜、观察室、荧光屏、照相机构等装置。
根据这些装置的功能不同又可将电子光学部分分为照明系统、样品室、成像系统及图像观察和记录系统。
图1.3为透射电子显微镜电子光学部分示意图。
1照明系统照明系统由电子枪、聚光镜和相应的平移对中及倾斜调节装置组成。
它的作用：是为成像系统提供一束亮度高、相干性好的照明光源。
为满足暗场成像的需要照明电子束可在2-3度范围内倾斜。
①电子枪。
它由阴极、栅极和阳极构成。
在真空中通电加热后使从阴极发射的电子获得较高的动能形成定向高速电子流。
②聚光镜。
聚光镜的作用是会聚从电子枪发射出来的电子束，控制照明孔径角、电流密度和光斑尺寸。
2样品室样品室中有样品杆、样品杯及样品台。
其位于照明部分和物镜之间，它的主要作用是通过试样台承载试样，移动试样。
3成像系统一般由物镜、中间镜和投影镜组成。
中间镜和投影镜的作用是将来自物镜的图像进一步放大。
成像系统补充说明：a) 由物镜、中间镜(1、2个)和投影镜(1、2个)组成。
b) 成像系统的两个基本操作是将衍射花样或图像投影到荧光屏上。
c) 通过调整中间镜的透镜电流，使中间镜的物平面与物镜的背焦面重合，可在荧光屏上得到衍射花样。
d) 若使中间镜的物平面与物镜的像平面重合则得到显微像。
4图像观察与记录系统该系统由荧光屏、照相机、数据显示等组成．在分析电镜中，还有探测器和电子能量分析等附件，见图1.6。
1.2.2 真空系统真空系统由机械泵、油扩散泵、换向阀门、真空测量仪泵及真空管道组成。
它的作用是排除镜筒内气体，使镜筒真空度至少要在10-3 pa以上。
如果真空度低的话，电子与气体分子之间的碰撞引起散射而影响衬度，还会使电子栅极与阳极间高压电离导致极间放电，残余的气体还会腐蚀灯丝，污染样品。
1.2.3 供电控制系统加速电压和透镜磁电流不稳定将会产生严重的色差及降低电镜的分辨本领，所以加速电压和透镜电流的稳定度是衡量电镜性能好坏的一个重要标准。
透射电镜的电路主要由高压直流电源、透镜励磁电源、偏转器线圈电源、电子枪灯丝加热电源，以及真空系统控制电路、真空泵电源、照相驱动装置及自动曝光电路等部分组成。
另外，许多高性能的电镜上还装备有扫描附件、能谱议、电子能量损失谱等仪器。
1.3 透射电子显微镜主要的性能参数1.3.1 分辨率分辨率是TEM的最主要性能指标，表征电镜显示亚显微组织、结构细节的能力。
透射电镜的分辨率分为点分辨率和线分辨率两种。
点分辨率能分辨两点之间的最短距离，线分辨率能分辨两条线之间的最短距离，通过拍摄已知晶体的晶格象测定，又称晶格分辨率。
透射电镜点分辨率和线分辨率照片如图1.7所示。
1.2.3 供电控制系统加速电压和透镜磁电流不稳定将会产生严重的色差及降低电镜的分辨本领，所以加速电压和透镜电流的稳定度是衡量电镜性能好坏的一个重要标准。
透射电镜的电路主要由高压直流电源、透镜励磁电源、偏转器线圈电源、电子枪灯丝加热电源，以及真空系统控制电路、真空泵电源、照相驱动装置及自动曝光电路等部分组成。
另外，许多高性能的电镜上还装备有扫描附件、能谱议、电子能量损失谱等仪器。
1.3 透射电子显微镜主要的性能参数1.3.1 分辨率分辨率是TEM的最主要性能指标，表征电镜显示亚显微组织、结构细节的能力。
透射电镜的分辨率分为点分辨率和线分辨率两种。
点分辨率能分辨两点之间的最短距离，线分辨率能分辨两条线之间的最短距离，通过拍摄已知晶体的晶格象测定，又称晶格分辨率。
透射电镜点分辨率和线分辨率照片如图 1.7所示。
1.3.2 放大倍数透射电镜的放大倍数是指电子图像对于所观察试样区的线性放大率。
目前高性能TEM的放大倍数范围为80~100万倍。
不仅考虑最高和最低放大倍数，还要考虑是否覆盖低倍到高倍的整个范围。
将仪器的最小可分辨距离放大到人眼可分辨距离所需的放大倍数称为有效放大倍数。
一般仪器的最大倍数稍大于有效放大倍数。
透射电镜的放大倍数可用下面的公式来表示：M总=M物*M中*M投=AI中2-B其中M为放大倍数，A、B为常数，I中为中间镜激磁电流，单位为mA。
以下是对透射电镜放大倍率的几点说明：a)人眼分辨本领约0.2mm，光学显微镜约0.2μm。
b)把0.2μm放大到0.2mm的M是1000倍,是有效放大倍数。
c)光学显微镜分辨率在0.2μm时，有效M是1000倍。
d)光学显微镜的M可以做的更高，但高出部分对提高分辨率没有贡献，仅是让人眼观察舒服。
1.3.3 加速电压加速电压是指电子枪阳极相对于阴极灯丝的电压，决定了发射的电子的波长λ。
电压越高，电子束对样品的穿透能力越强（厚试样）、分辨率越高、对试样的辐射损伤越小。
普通TEM的最高V一般为100kV和200kV，通常所说的V是指可达到的最高加速电压。
高分辨透射电子显微镜。
第二章透射电镜的成像原理与电子衍射2.1 透射电镜的成像方式透射电镜的成像方式主要有两种，一种明场像，一种暗场像。
明场像为直射电子所成的像，图像清晰。
暗场像为散射电子所成的像，图像有畸变，且分辨率低。
中心暗场像为入射电子束对试样的倾斜照射得到的暗场像，图像不畸变且分辨率高。
成像电子的选择是通过在物镜的背焦面上插入物镜光阑来实现的。
图 2.1为双光束衍射条件下的衍衬成像方法。
2.2衬度理论衬度的定义为显微图像中不同区域的明暗差别。
分为质厚衬度和衍射衬度两种。
1质厚衬度质厚衬度是非晶体样品衬度的主要来源。
样品不同微区存在原子序数和厚度的差异形成的。
来源于电子的非相干散射，Z越高，产生散射的比例越大；d增加，将发生更多的散射。