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高分辨電子顯微分析
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  • 高分辨電子顯微分析顯微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是控制和優(yōu)化功能材料特性的基礎(chǔ)。透射電子顯微鏡(TEM)在確定功能材料的結(jié)構(gòu)中起了關(guān)鍵作用。現(xiàn)代透射電子顯微鏡是一種通用設(shè)備，它不僅可借助各種各樣的成像和衍射技術(shù)顯示晶體結(jié)構(gòu)，而且還可以用x射線能譜儀(EDS)和電子能量損失譜(EELS)進(jìn)行高分辨顯微分析。目前透射電鏡的常規(guī)分辨率為0.2nm，這相當(dāng)于固體中原子面間的距離。毫無(wú)疑問(wèn)，透射電子顯微鏡及其顯微分析技術(shù)，是確定功能材料的顯微結(jié)構(gòu)和指導(dǎo)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵研究工具。本實(shí)驗(yàn)就是借助高分辨透射顯微鏡(HRTEM)對(duì)晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征的。
    4.1原子分辨結(jié)構(gòu)像及結(jié)構(gòu)分析
    衍射襯度是試樣中位錯(cuò)及缺陷成像的基本原理。然而，這種成像技術(shù)的分辨率最大不超過(guò)1~3nm。衍射主要反映試樣中的長(zhǎng)程應(yīng)力場(chǎng)，不能反映試樣中的原子分布狀態(tài)。而相位襯度成像是薄晶體高分辨透射電鏡成像的物理本質(zhì)，下面主要介紹Abbe成像理論，它是利用相位襯度的基本原理來(lái)成像的。
    Abbe成像理論說(shuō)明怎樣通過(guò)電鏡的透鏡系統(tǒng)來(lái)傳遞包含在電子波函數(shù)中的結(jié)構(gòu)信息。圖4-1給出了透射電鏡最簡(jiǎn)單的光路圖，其中成像物鏡只有一個(gè)，省略了中間透鏡和投影透鏡。在透射電鏡中，物鏡與試樣間的距離不僅比物鏡與中間透鏡間的距離短得多，而且也比中間透鏡與投影透鏡間的距離短得多，這樣，電子通過(guò)中間透鏡和投影透鏡的傳播可認(rèn)為是近軸傳播，而通過(guò)物鏡的非近軸...
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