电镜的水平。层格分辨本领达到2.04月，其它综合性能也比较行。 分辨本领为100A的扫描电镜，已由北京科学仪器厂制成并正式 投。 从几个主要国家的电镜艾术发展动向来看，有如下几个值得 注花的趋势 (1)力图获得稳定的高分辨率，生产H能够直接观察晶体原 子结构，包括单个原子的高分辨电镜。日本的日立和电子，荷兰的 菲利浦，英国的A公司，都在这方面进行努力，并已取得进展。 日立生产的耳-800、电子生产的JEM-2000区和菲利浦生产的 EM400T等都属于这类高性能电镜。它们的禅能详见表1-2。提 高分辨本领的主要途径是：①改进电子枪，提高亮度。例如采用 场发射电子枪和IaB。电子枪；②大力提高高压电源和證镜电源 的稳定度，除改进电源线路设计外，还采取电源恒温供电指施等； ③改进镜体的结构设计，尽可能消除环班和其它因素对电镜引起 的微小振动。 (②)将电子计算机技术引进电子显微镜设计，使电镜操作调 栏更自动化、合理化、简单化。如H-800、EM-400T电镜等，利用小 型电子计算机，能够自动选挥不同高压下不同放大倍数的工作快 态的透镜参数，实现快速统调，这在透镜设计上是个引人注目的进 展。专门配备电镜应用的电子计算机，也相继出现，为快速处理行 射数据和其它图象梢息提供了方便。 (3)向一机多用发展。例如已有商品生产的扫描透射电镜， 使一台设备能同时兼作扫描电镜、透射电黛、能谱分析之用，实际 上已发展成为一种全分析系统。JEM-200C区就是这种电镜的一 例。此外，为了达到一机多用目的，出现了更多的设计精巧的附 件，特到是湖足特殊要求的试样台的设计，已成为许多电镜广家最 为瞩虽的一个方面。 (4)发展超高压电镜。一般把知速电压高于500kV的电镜 称为超高压电镜。从五十年代起，就已发展超高压电镜。1941年美 国制成第一台300k可典黛1862年法国的1500上V电镜问世，随 ,。22 PDF文件使用"pdfFactory Pro”试用版本创建www.fineprint.cn
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后1969和1970年去时和日水各，或一台8000k'通高氏电心， 兇在接受高压电镜订货的“家芹兴国的4上江公词和日本的 立和电公间(JO)。日本的高出电镜多是一些大学或浙说 拉花户：广家联台研张 留1-0是几种有代表性的这镜分观。 23 PDF文件使用"pdfFactory Pro"试用版本创建www,fineprint.cn
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第一章 电子衍射基础 §2-1引 言 本章概述有关电子衍射的基本知识。包括：电子的波粒二象 性；运动电子与物质交互作用及其产生的各种信息，这些信息儿乎 已全部被人们所利用，设计成各种分析仪器；讨论原子和物质的交 互作用，引出原子对电子的散射因子，进而讨论单胞利晶体对电子 的散射，并引出结构因子。在晶体对电子的散射中，将介绍布拉格 (Bragg)定律皮其几何表达一一厄瓦尔德(P,P.Ewald)作图法， 这对于以后章节将要介绍的电子衍射分析方法是十分重要的。 §2-2电子的性质 电子与一切微观粒了一样，都其有波粒二象性。在一定条件 下，它们显示被动性；而在另一定条件下，又显示粒子性。粒子的 质量或能量愈大，波动性愈不显著，因此日常所见宏观物体，实际 上往往被看作只具有粒子性。波粒，二象性这种现象，是本世纪初， 首先在光的某些现象中发现的。例如花光电效应中，光显示粒子 ;而在干涉、衍射等现象中，则显示波动性。为了描述粒子性， 引入了体积等概念；为了描述波动性，德布罗意(deB1ogio)在 / 1924年提出了“物质波”、“实物波”的概念，并且指出，一切微观 粒子都具有波粒二象性。1927年，戴维逊(Daviss0n)和革马 (Grmr)所完成的著名电子衍射实验，在电子中证实了德布罗意 的假说。这一实验的重要结论是：电子入射到晶体表面后发生的 行为，也遵从布拉格父子(W.豆.Bragg,W.L.Bragg)于1913 。24· PDF文件使用"pdfFactory Pro"试用版本创建www,fineprint.cn
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年总结的关系式。只有把运动的电子流看成是一种连洪传播的波， 才能合理地解释所观祭到的衍射现象。 能量卫和动量2是描述电子粒子性的参量，频帝”和被长入 是描述电子波动性的参量，以用下面这组公式把它们联系起来， 使波粒二象性得到统的描述 E-hv (2-1) p-/ (2-2) 式中：五为普朗克常数，=6.6254×10-7尔格·秒。 下面我们导出电了波长入与速电压V的关系，在加速电东 7下，以速度y运动的电子，其动能多，动量卫分别为： B-6y=受no (2-3) p=miou (2-4) 式中：e是电子电荷，=4.6029×1010静电单位0是电子静 止质量，=9.1086×10-28克。 将(2-3)和(2-4)式代入(2-2)式，可得： 1--h/p-h/mou-h/[mo2V/mo)-h/(2mgev) (（2-5) 将常数五及mo、e各值代入(25)式，可得： 元=12.26/V) (26) 对子高能快速电子衍射，还应进行相对论校正，这时电子的动能 为： E=eV==m02-moca (2-7a) c是光速，等于2.0979×100承米.秒-1，m是相对论质量 m=mo/(1-/o) (2-5a) 将(27a)式加以整： ev=(an-mo)c (m.+no)e'=(m2-)c2 (2-7b) 将(2-6)式以整理： 2=98/[(c2-)/o门 ·25· PDF文件使用"pdfFactory Pro"试用版本创建www,fineprint.cn
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(2c-my》/c2=话 ..9m2c3mc2=m2u2 (2-Sh; 以(2-8b)代入(2-7b),即得： (m+mo)ey-(mv)2=pa (2-9) 以(2-9)式代入(2-2)式，可得： 入=/[(2+mo)eP门量 -h/[2moeV (1+-eV/2mo] (2-10) :(2-10)与(2-5)两式进行比较，可以将(1+gV/2oc)12称为 变长的相对论校正因子。将常数代入(2-10)式中得： 元-12.26/Ψ(1+10-p)]径 (2-11) :式中Y的单位是伏(V),根据(26)和(2-11)式计算某些加速电 上：下的电子波长(A)列于表2-1中。 表-1不同加速电压下的电子波长 加速电压(V) x=12.25/r() 做E"Ψa+028rma) 12.26 王 12.26 12.26 10 8.879 3,878 100 1,225 1.226 1000 0.3978 0.3876 10000 0.1295 0.1220 0000 0.05￥8 0.0536 10000 0.0333 0.0370 35000 0.3:7 0.0205 2U0000 0.02-± 0.0251 100e000 0.0123 0.C087 §2-3 运动电子与物质交互作用产生的信息 在透射电子显微镜、扫描电子显微镜及其它以电子束为照明 原的分析仪器中，都是利用运动电子和物质的交互作用所产生的 各种信息，来探索物质的内部结构。十余年来它们发展很快，性熊 ,·26· PDF文件使用"pdfFactory Pro"试用版本创建www,fineprint.cn
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