空间分辨电子能量损失谱对合金高温氧化的研究

空间分辨电子能量损失谱（Spatially-resolved EELS）是指在利用配备有能量过滤系统的透射电子显微镜（Energy filter coupled TEM）采集电子能量损失谱时，通过调整样品取向使得样品表面与EELS能量色散方向平行，从而在采集电子能量损失谱时在垂直于能量色散方向具有一定的空间分辩率的实验方法。对于同一元素，当处于不同化学环境时，其电子能量损失近阈精细结构（Energy Loss Near Edge Structure,ELNES）升起点处的绝对能量会有所差异，     

跃变比判别热解Si-C-N陶瓷EELS定量分析的有效性

电子能量损失谱（EELS）分析方法的运用为材料研究领域提供了有力的定性和定量手段。通过对内壳层电子激发谱跃变比的计算,能够获得样品相对厚度的参考信息。这一方法弥补了实验条件在同步采集等离子激发谱和内壳层电子激发谱方面的局限性,并为辨别EELS定量的可靠性提供依据。本文以Si3N4为例,对跃变比随样品相对厚度的变化规律进行了研究,并在低于最佳样品厚度的范围内得到了可靠的定量结果。类似的跃变比变化规律能够运用于成份均一的Si-C-N热解样品,然而对于非均一的Si-C-N退火样品则不适用。     

失效连接器触点表面的SEM和EDS分析

对某失效通信设备的分析表明，电子连接器的接触故障是其失效的主要原因之一。本文利用SEM和EDS分析故障连接器的接触表面，结合接触电阻测试结果，对其失效机理进行讨论。     

钢铁材料晶界结合和冲击断裂特征的电子能量损失谱研究

本文采用电子能量损失谱(EELS)研究了不同商用钢铁材料的晶界,计算了晶界处和晶粒内铁原子的3d电子占据态密度,并将其和晶界性质以及材料的宏观断裂性能相联系.结果表明,当样品晶界处铁的3d电子占据态密度高于晶粒内时,晶界结合强度低于晶内,晶界表现出脆性,材料的冲击断裂方式主要为脆性的沿晶断裂;反之,如果样品晶界处铁的3d电子占据态密度低于晶粒内时,晶界结合强度高于晶内,晶界表现出韧性,材料的冲击断裂方式主要为脆性的穿晶断裂.还发现元素在晶界的偏析对晶界结合强度影响很大.     

应用扫描电镜中背散射电子成像技术研究钢中复合夹杂物

应用SEM中背散射电子成分衬度成像技术不仅能分析形貌特征，还可以定性分析成分组成及各组分的分布，结合EDS可以对钢中复合夹杂物的形状、组成、分布等细节进行精细研究，对于分析夹杂物的来源、形成和性质有重要的作用，从而对炼钢和浇铸工艺有一定的指导作用。     

用高分辨电子能量损失谱方法（HR—EELS）研究铁电薄膜

本文主要利用扫描透射电镜下的高分辨电子能量损失谱方法研究BaTiO3（10nm）／SrTiO3（50nm）铁电多层薄膜和高介电Y2O3／Si（001）结构心的界面化学反应及缺陷形成。在BaTiO3／SrTiO3多膜中，选区电子衍射图像表明BaTiO3薄层的极化方向垂直于基底表面。与体材料相比，BaTiO3薄层的晶格常数在ab方向变短而沿c轴伸长，这表明了错配张力的存在。BaTiO3层的上下两界面由于错配张力的松弛而具有不同的微结构。电子能量损失谱表明，TiL23吸收边的晶体场分裂对错配张力的松弛非常敏感，     

用高分辨电子能量损失谱和紫外光电子谱研究多孔硅的电子结构

本文首次使用分辨电子能量损失谱（ＨＲＥＥＬＳ）和紫外光电子能谱（ＵＰＳ）研究新腐蚀的多孔硅样品（ＰＳ）的电子结构．实验结果发现，从ＨＲＥＥＬＳ谱中能量损失阈值测得的多孔硅的能隙最可几值移到２．９ｅＶ左右，与文献报道的光激发谱（ＰＬＥ）的结果相近．ＵＰＳ结果发现多孔硅费米能级到价带顶的距离不同于单晶硅，结合ＨＲＥＥＬＳ和ＵＰＳ结果可以初步得出多孔硅与硅界面的能带排列．     

掺杂机制的电子能量损失谱（EELS）研究

近年来宽禁带半导体的研究发展十分迅速。P型掺杂及稀磁掺杂问题都是目前研究的热点。例如：氧化锌（ZnO）的P型掺杂，氧化锌、氮化镓的过渡金属元素掺杂等等。虽然实验上取得了一定的进展，但其掺杂机制并不十分清楚。尽管理论上已经有很多相应的掺杂模型，但如何从实验上确定实际样品中杂质原子所处的原子位置并不容易，因而理论模型也就难以得到验证。在本工作中，我们给出一种电子能量损失谱理论计算和实验相结合来确定杂质原子所处的原子位置的方法。这种方法并不仅仅局限于对掺杂机理的研究，还可以推广到其它缺陷的研究，如：空位、界面、位错等。     

45钢等离子氮化层磨斑的SEM研究

45钢渗氮后在表面形成高硬度的氮化层，极大地提高了45钢的耐磨性，被认为是材料的理想改性方式。本文对45钢进行了等离子渗氮，并比较了在液体石蜡和硫化异丁烯润滑下的磨斑表层形貌。     

使用扫描电子显微镜和X射线能谱仪测量镀金层厚度的方法研究

电子连接器广泛应用于通信系统、计算机网络、电子系统中。要保证系统良好地运行，必须要求连接器具有极高的可靠性。在连接器触点表面镀金可有效防止环境污染对基底非贵金属材料的腐蚀，大大提高电触点的可靠性、延长其使用寿命。但是，连接器触点一般暴露在大气环境下。     

Atomically resolved mapping of EELS fine structures

Over the past two or three decades, nanoscience and nanotechnology have clearly established themselves as prominent domains in research in physics, not only because of the innovative concepts and properties that they display but also for their capacity to generate many important applications and commercial developments. As many of these new devices exhibit a range of properties (transport, optical, magnetic, catalysis) which are governed by local structural and electronic configurations, such as coordination and bonding at the atomic level, it is no surprise that new tools of investigation are constantly being developed for imaging, analyzing, understanding and controlling at the relevant scale. Among them, electron microscopy has recently demonstrated its ability to meet many of these requirements. In particular, Å-sized probes are nowadays generated by aberration correctors in a scanning transmission electron microscope (STEM) and they can investigate the electron excitation spectrum of the specimen (through electron energy-loss spectroscopy, EELS) with a typical energy resolution of 0.1–0.3 eV over a broad spectral band from the IR to the X ray domain. In the high energy range, characteristic signals due to the excitation of atomic core levels are quite useful because they identify the atoms in the analyzed volume (which can itself be as small as a single atom) and can therefore deliver atomically-resolved elemental maps. But the pixel-by-pixel recording of the fine structures beyond the characteristic threshold is much more informative and tells us how the excited atom is surrounded by its neighbors, what is its exact structural environment and its charge population. The present review focuses on this particularly exciting field, with a special interest in the types of information accessible and their signature. After summarizing the ingredients required for successful experiments (instrumental as well as theoretical), examples encountered in different situations, in particular in single layers of 2D materials and at the interfaces in oxide heterostructures, will demonstrate the present capabilities of this STEM-EELS technique.     

预膜剂成膜厚度的研究

在冷却水处理中，对循环水系统进行化学清洗及预膜处理是必不可少的，清洗的目的是使循环水系统的设备有一个干净的表面：而预膜处理则是为了在设备表面尽快形成一层防腐膜以减轻设备的腐蚀。我们分别采用美国FEI XL-30场发射环境扫描电镜（SE检测器），日本JEOL场发射扫描电镜JSM6700F（YAGBEI检测器），NORAN公司的Vatage ESIX-射线能谱仪对膜表面成分及形貌，     

20CrMo低合金结构钢激光表面强化研究

研究了激光表面强化对20CrMo低合金结构钢组织和性能的影响。结果表明经激光相变硬化处理后,其表硬度可达500－580HV0．1,满足该钢用于一般零件（链轮、齿轮、轴等）的局部表面硬度、耐磨件等机械性能的要求,为改进零件表面处理方法提供了依据。     

Characterization of polymer-adhesive interfaces on a nanometre scale by elemental mapping and image EELS using EFTEM

Energy-filtering transmission electron microscopy (EFTEM) was applied for investigating interfaces between a polymer and an adhesive. The sample employed in this work is polybutylene terephtharate (PBT) sheets laminated with an epoxy adhesive. It was found that heat aging of the PBT at 180 degrees C in air for > 9 h prior to adhesion decreases the adhesion strength drastically. To investigate this unfavourable aging effect on the adhesion strength, we performed elemental mapping and image EELS using EFTEM. A weak boundary layer with a thickness of < 50 nm was visualized at the PBT-adhesive interface by elemental mapping in the sample subjected to the heat aging and image EELS revealed the origin of this layer. Thus, we clearly correlated the nanoscale interfacial structure with the adhesion strength by EFTEM.     

利用电子能量损失研究相对论量子力学理论

电子能量损失谱是近年来在分析电子显微学中最有发展前途的先进材料表征手段，它的物理基础是已有百年历史，发展非常成熟的量子力学和相对论量子力学理论。但早期量子力学的研究对象是原子，原子核等具有高度对称性的物理体系，许多公式、定律在低对称性体系中的适用性并没有可靠的实验验证。在晶体中，原子的对称性在晶体场的影响下会降低，故对晶体进行电子能量损失研究对我们检测量子力学的基本推断很有帮助。我们的实验结果在绝大多数情况下与理论预测相符，但我们最近发现对应内壳层电子激发的高能电子能量损失的散射角度分布与1956年的Fano的电子能量损失理论有别。     

The development and characteristics of a high-speed EELS mapping system for a dedicated STEM

A new EELS (electron energy loss spectroscopy) real-time elemental mapping system has been developed for a dedicated scanning transmission electron microscope (STEM). The previous two-window-based jump-ratio system has been improved by a three-window-based system. It is shown here that the three-window imaging method has less artificial intensity in elemental maps than the two-window-based method. Using the new three-window system, the dependence of spatial resolution on the energy window width was studied experimentally and also compared with TEM-based EELS. Here it is shown experimentally that the spatial resolution of STEM-based EELS is independent of the energy window width in a range from 10 eV to 60 eV.     

激光点状合金化对42CrMo钢疲劳裂纹扩展速率的影响

裂纹倾向严重和搭接区软化是激光表面强化技术面临的两大难题,为此,提出了一种激光点状合金化方法:使预涂在基体表面的合金涂层或由喷嘴送入的合金粉,在激光小孔效应作用下,与基体形成混合熔池,得到合金化点。研究表明,大量规则分布、互不重叠的合金化区及其周围的相变硬化区从总体上降低了疲劳裂纹扩展速率,提高了材料的疲劳寿命。对疲劳裂纹断口的初步分析显示,相变硬化区对阻滞裂纹扩展其到了重要作用。     

跳动量超差42CrMo钢曲轴校直后的微结构分析

曲轴是内燃机关键零件之一。曲轴在运行过程中的疲劳断裂是造成事故的主要原因。目前，42CrMo钢曲轴在我国曲轴生产中占很大比例。在实际生产加工中，我们发现42CrMo钢曲轴毛坯在二次时效工序处理后跳动量超差比率较高，影响了后序加工的成品率。因此，许多厂家都采用常温压力校直和热压力校直方法来校直曲轴，效果很好。但是这种校直方法对曲轴质量是否造成影响，至今仍是个未知数，本文以42CrMo钢曲轴为例，     

幻角和线性二向色性电子能量损失谱技术

很多重要的材料具有各向异性的电子结构。由于低对称性的空态电子结构的存在，它们的电子能量损失谱对样品的取向敏感，其敏感程度受到其他实验条件(如电子束的会聚角和散射电子的接收角)的调控。通过研究电子能量损失谱对方向的依赖性以及受实验条件影响的机制，可以通过合理的