Оцените презентацию от 1 до 5 баллов!
Тип файла:
ppt / pptx (powerpoint)
Всего слайдов:
14 слайдов
Для класса:
1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11
Размер файла:
1.01 MB
Просмотров:
50
Скачиваний:
0
Автор:
неизвестен
Слайды и текст к этой презентации:
№1 слайд
Содержание слайда: Лекция 17 Слайд 1
Темы лекции
Принцип действия просвечивающего электронного микроскопа (ПЭМ).
Схема ПЭМ.
№2 слайд
Содержание слайда: Лекция 17 Слайд 2
Принцип действия просвечивающего электронного микроскопа основан на взаимодействии пучка электронов (зонда) с энергией 20-200 кэВ с исследуемым образцом.
Так как в просвечивающей электронной микроскопии изображение формируется электронами, прошедшими через образец, то его толщина должна быть меньше длины пробега электронов в материале образца.
Для получения подобных толщин исследуемые образцы, как правило, имеющие много большую толщину, предварительно утоняются с помощью электрохимического или ионного травления.
№3 слайд
Содержание слайда: Лекция 17 Слайд 3
Все ПЭМ могут работать в двух режимах:
в режиме изображения
в режиме дифракции.
Ход лучей в этих режимах:
а – режим изображения;
б – режим микродифракции.
№4 слайд
Содержание слайда: Лекция 17 Слайд 4
Электронный пучок формируется в ускорительной колонне 1, состоящей из
электронной пушки,
секционной ускорительной трубки (обычно 6 секций)
системы отклонения.
Энергия электронов на выходе ускорительной колонны, определяется величиной ускоряющего напряжения на электронной пушке и в различных типах ПЭМ может меняться в пределах 20-200 кэВ. Чем больше энергия электронов, тем меньше длина волны, тем больше проникающая способность электронов.
№5 слайд
Содержание слайда: Лекция 17 Слайд 5
После ускорительной колонны установлена система конденсорных линз 2, назначение которой получить электронный пучок с минимальным угловым расхождением.
Ускорительная колонна совместно с системой конденсорных линз позволяет получать электронные пучки разного диаметра. Минимальный диаметр электронного пучка в ПЭМ может составлять несколько нанометров, что позволяет получать дифракцию от локальной области такого же диаметра в режиме микролучевой дифракции.
При работе в режиме изображений при помощи системы конденсорных линз получают параллельный пучок электронов.
Система отклонения предназначена для электронного наклона пучка в режиме изображения и дифракции.
Ускорительная колонна и система конденсорных линз образуют осветитель.
№6 слайд
Содержание слайда: Лекция 17 Слайд 6
За системой конденсорных линз расположена объективная линза. Держатель с образцом 3 устанавливается в зазор полюсного наконечника объективной линзы, так чтобы образец находился в предполье объективной линзы.
Гониометрическая головка позволяет осуществлять поворот образца относительно электронного пучка на угол ± 12º.
Так как в просвечивающей электронной микроскопии изображение формируется электронами, прошедшими через образец, то его толщина должна быть много меньше длины пробега электронов в материале образца.
№7 слайд
Содержание слайда: Лекция 17 Слайд 7
Пройдя через образец, электроны попадают в объективную линзу 4.
Данная короткофокусная (несколько мм) линза, имеющая небольшое увеличение (~ 50), является ключевой в дальнейшем формировании изображения, поэтому она снабжена корректором астигматизма – стигматором.
Диафрагма объективной линзы расположена на задней фокальной плоскости объективной линзы. В последних моделях микроскопов изображения выводятся на монитор компьютера при помощи цифровых ПЗС камер.
№8 слайд
Содержание слайда: Лекция 17 Слайд 8
В ПЭМ используются электромагнитные линзы, которые состоят из обмотки, магнитопровода и полюсного наконечника. Полюсный наконечник является концентратором магнитного поля и имеет форму круговой симметрии. В центре имеется отверстие с некоторым радиусом и зазор между полюсами.
В результате такой конструкции полюсного наконечника, магнитный поток сжимается в зазоре.
Электроны, проходя через объективную линзу, под действием магнитного поля отклоняются в направлении оптической оси и фокусируются в определенной точке оптической оси (в фокусе линзы).
№9 слайд
Содержание слайда: Лекция 17 Слайд 9
Стандартная вакуумная система ПЭМ
Вакуум создается форвакуумным
насосом роторного типа (РН)
диффузионными насосами (ДН).
Давление контролируется
тепловыми датчиками
низкого вакуума (Р1-Р4)
и ионизационным датчиком
высокого вакуума (РЕ).
В вакуумной системе применены
электромагнитные и пневматические
клапана (обозначены V).
Вакуумная система должна
обеспечить давление в колонне
микроскопа не хуже 10-6 Тор.
№10 слайд
Содержание слайда: Лекция 17 Слайд 10
Формирование электронно-микро-скопического изображения коротко можно описать следующим образом.
Электронный пучок, сформированный осветительной системой, падает на объект и рассеивается.
Далее, рассеянная волна объективной линзой преобразуется в изображение.
Образованное объективной линзой изображение увеличивается промежуточными линзами и проецируется проекционной линзой либо на экран для наблюдения, либо на фотопластины или выводится на дисплей монитора.
№11 слайд
Содержание слайда: Лекция 17 Слайд 11
Проходя через образец, 0 взаимодействует с потенциалом объекта.
Электронная волна на нижней поверхности образца имеет вид q0, где q- функция прохождения.
Рассеяние, дифракция волны q0 описывается действием оператора Фурье F.
Следовательно, на задней фокальной плоскости объективной линзы электронная волна имеет вид Fq0, которая модифицируется передаточной функцией Т объективной линзы.
Преобразование рассеянной волны в волновую функцию изображения описывается оператором обратного преобразования Фурье F-1.
Тогда распределение интенсивности электронов на экране будет равняться I = ии*.
№12 слайд
Содержание слайда: Лекция 17 Слайд 12
Механизм формирования контраста в электронной линзе такой же, как при формировании контраста
в геометрической оптике
с оптическими линзами.
Диафрагма объективной линзы
установлена так, что она
пропускает только центральный пучок,
а отраженные электроны не достигают
конечного изображения.
Изображение будет сформировано
из центрального пучка и электронов,
неупруго рассеянных под малыми углами.
Изображение является однолучевым и в
этом случае называется светлопольным.
№13 слайд
Содержание слайда: Лекция 17 Слайд 13
Полученный контраст обусловлен распределением интенсивности электронов, отраженных по закону Вульфа-Брэгга и поэтому получил название дифракционный контраст.
При пропускании через диафрагму двух и более пучков (в том числе и центральный пучок), получаем многолучевое светлопольное изображение. На таких изображениях преобладает фазовый контраст.
Изображения можно получить, пропуская через диафрагму объективной линзы только дифрагированные пучки. Тогда полученные изображения называются темнопольными и они так же бывают однолучевыми и многолучевыми.
№14 слайд
Содержание слайда: Лекция 17 Слайд 14
На просвечивающие электронные микроскопы могут устанавливаться различные приставки-анализаторы. В этом случае электронный микроскоп называют аналитическим, и он обладает такими же возможностями, что и другие аналитические устройства.
Установка на ПЭМ рентгеновского энергодисперсионного анализатора позволяет определить элементный состав, а в сочетании со сканирующей приставкой – элементное картирование по площади с привязкой к структуре образца. Другим устройством для определения элементного состава, устанавливаемым на микроскопах, является анализатор потери энергии электронов.