SEM-1.ppt

电子显微镜
-------------第一部分
概述
光学显微镜可以分辨微米范围(10-6m)的物体;电子显微镜和扫描探针显微镜可以分辨纳米
(10-9m)的物体。
光学显微镜使用可见光作光源,用玻璃透镜来聚焦光和放大图像。光学显微镜极限分辨本领为200nm。
电子显微镜使用高能量的加速电子作为照明源,使用电线圈代替玻璃透镜来聚焦成像,电子具有比光波长小10-100倍的缔合波长,可以分辨比光
学显微镜所能分辨的最小物体还要小1000倍的物体。
1897年,;
1925年,Louis De Broglie首先在理论上提出电子具有波动性;
1927年,Davission, Germer, Thompson和Reid通过经典电子衍射实验,证实了电子的波动性;
1927年,;
电子显微镜的发展进程
1931年,;
之后,,使其放大倍数达到12000倍,分辨本领超过200nm光学极限。1939年开始制成商品供应。
1942年,Zworykin,Hiller和Suyder设计了第一台观察块状试样用的扫描电镜;1965年开始制造出第一批商品SEM。
1956年第一台商品电子探针仪诞生。
随后许多用于表面结构分析的现代仪器问世,如场离子显微镜(FIM)、俄歇电子能谱仪(AES),光电子能谱仪(ESCA)。
1982年,第一台扫描隧道显微镜(STM) 诞生;
1986年,Binnig,Quate和Gerber推出第一台原子力显微镜(AFM)。
电子显微分析方法
扫描电子显微镜(SEM)可简称扫描电镜
电子探针X射线显微分析仪简称电子探针(EPA或EPMA)
透射电子显微镜(TEM)可简称透射电镜
电子激发电子能谱(XAES或AES)
光学显微镜的局限性
最小分辨距离:

d——最小分辨距离
λ——波长
n——透镜周围的折射率
α——透镜对物点张角的一半,nsinα称为数值
孔径,用 表示
一、光学显微镜与扫描电子显微镜
两个Airy斑
明显可分辨出
两个Airy斑
刚好可分辨出
两个Airy斑
分辨不出
I

对于光学显微镜,,-,而可见光的波长有限,因此,光学显微镜的分辨本领不能再次提高。
提高透镜的分辨本领:增大数值孔径是困难的和有限的,唯有寻找比可见光波长更短的光线才能解决这个问题。