材料分析方法 考前复习总结(二).docx

1球差、像散和色差是怎样造成的?如何减小这些像差?哪些是可消除的像差?
答:1,球差是由于电磁透镜磁场的近轴区与远轴区对电子束的会聚能力的不同而造成的。一个物点散射的电子束经过具有球差的电磁透镜后并不聚在一点,所以像平面上得到一个弥散圆斑,在某一位置可获得最小的弥散圆斑,成为弥散圆。还原到物平面上,则半径为rs=1/4 Cs α3rs 为半径,Cs为透镜的球差系数,α为透镜的孔径半角。所以见效透镜的孔径半角可减少球差(决定分辨率的像差因素)。
2,色差是由于成像电子的波长(能量)不同而引起的。一个物点散射的具有不同波长的电子,进入透镜磁场后将沿各自的轨道运动,结果不能聚焦在一个像点上,而分别交在一定的轴向范围内,形成最小色差弥散圆斑,半径为 α|△E/E|,Cc为透镜色差系数,α为透镜孔径半角,△E/E为成像电子束能量变化率。所以减小△E/E(稳定加速电压)、α可减小色差。
3,像散是由于透镜磁场不是理想的旋转对称磁场而引起(极靴内孔不圆、上下极靴不同轴、材质磁性不均及污染)。消像散器。
2消像散器的作用和原理是什么?
消像散器的作用就是用来消除像散的。其原理就利用外加的磁场把固有的椭圆形磁场校正成接近旋转对称的磁场。机械式的消像散器式在电磁透镜的磁场周围放置几块位置可以调节的导磁体来吸引一部分磁场从而校正固有的椭圆形磁场。而电磁式的是通过电磁板间的吸引和排斥来校正椭圆形磁场的。
3什么是分辨率,影响透射电子显微镜分辨率的因素是哪些?
答:分辨率:两个物点通过透镜成像,在像平面上形成两个爱里斑,如果两个物点相距较远时,两个Airy 斑也各自分开,当两物点逐渐靠近时,两个Airy斑也相互靠近,直至发生部分重叠。根据Load Reyleigh建议分辨两个Airy斑的判据:当两个Airy斑的中心间距等于Airy斑半径时,此时两个Airy斑叠加,在强度曲线上,两个最强峰之间的峰谷强度差为19%,人的肉眼仍能分辨出是两物点的像。两个Airy斑再相互靠近,人的肉眼就不能分辨出是两物点的像。通常两Airy斑中心间距等于Airy斑半径时,物平面相应的两物点间距成凸镜能分辨的最小间距即分辨率。Δr0=(N为介质的相对折射系数)
影响透射电镜分辨率的因素主要有:1)衍射效应:airy斑,只考虑衍射效应,在照明光源及介质一定时,孔径角越大,分辨率越高。
2)像差(球差、像散、色差):选择最佳孔径半角;提高加速电压(减小电子束波长);减小球差系数。
4有效放大倍数和放大倍数在意义上有何区别?
有效放大倍数是把显微镜最大分辨率放大到人眼的分辨本领(),让人眼能分辨的放大倍数。
放大倍数是指显微镜本身具有的放大功能,与其具体结构有关。放大倍数超出有效放大倍数的部分对提高分辨率没有贡献,仅仅是让人观察得更舒服而已,所以放大倍数意义不大。显微镜的有效放大倍数、分辨率才是判断显微镜性能的主要参数。
5影响电磁透镜景深和焦长的主要因素是什么?景深和焦长对透射电子显微镜的成像和设计有何影响?
(1)景深:透镜物平面允许的轴向偏差(当像平面固定时(像距不变),能维持物像清晰的范围内,允许物平面(样品)沿透镜主轴移动的最大距离),Df = 200~2000nm。影响它的因素有电磁透镜分辨率、孔径半角,电磁透镜孔径半角越小,景深越大,