电子出射波重构的基本原理和应用

随着场发射枪透射电子显微镜的普及，电镜的信息分辨极限和点分辨率成为表征电镜分辨本领的两个重要指标。由于电镜衬度传递函数的振荡特性，用场发射透射电镜拍摄的高分辨像在其点分辨率和信息分辨极限之间的信息很难解释。电子出射波重构就是通过拍摄系列欠焦高分辨像，计算获得电子离开样品表面的出射波函数，将电镜的分辨本领由点分辨率延伸到其信息分辨极限，井消除球差、欠焦、像散等影响，有望在中等电压电镜上获得近埃、乃至亚埃级可直接解释的高分辨像，实现C、N、O等轻元素单原子列探测，为今后定量电子显微学研究奠定基础。     

电子显微镜的最近进展

本文扼要介绍了高分辨本领透射电镜、超高压电镜、透射电镜、扫描透射电镜、光学电子显微镜、扫描电镜、场发射扫描电镜及俄歇电子显微镜的一些最近进展。     

我国超显微镜的研制与发展

本文这了我国研制的各种超显微镜，包括：透射电镜，扫描电镜，电子探针Ｘ射线微区分析，电子衍射仪，扫描隧道显微镜，原子力 显微镜和光子扫描隧道显微镜的主要性能及发展过程。     

场发射高分辨电子显微像的图像处理

场发射高分辨电子显微像的图像处理何万中陈弘李方华（中国科学院物理研究所，北京１０００８０）与非场发射电子显微镜（以下简称电镜）相比，场发射（ＦＥ）电镜的衬度传递函数（ＣＴＦ）随空间频率增大而衰减的速度要缓慢得多。因此，ＦＥ电镜下拍摄的高分辨像，一方面...     

用扫描电子显微分析仪研究铁基非晶合金的晶化

本文用配有X射线能量色散谱仪、电子背散射衍射系统的场发射扫描电子显微镜研究了铁基非晶合金的晶化。试验选用Fe、Ni、P、Cu元素粉末及FeNb、Fe-B中间合金按原子分数配成Fe52、Ni15、CuNb2P14B6成分进行机械合金化试验。分析所用仪器为FEI公司的Sirion型场发射扫描电镜、EDAX公司的GENISIS X射线能量色散谱仪及TSL电子背散射衍射分析系统。     

高分辨扫描电子显微学

目前的扫描电镜可以分为三类，即热发射电子枪扫描电镜，场发射电子枪扫描电镜［１］，场发射电子枪低像差物镜扫描电镜。扫描电镜分辨率的限制，从仪器方面来说主要来自两个方面：１．电子源的亮度和能量分散；２．物镜的球差系数和色差系数。场发射电子枪的应用对消除第...     

使用热电子发射枪进行电子干涉和全息实验

目前,国内尚没有场发射透射电镜.因此,使用现有的热电子发射枪高分辨商品电镜进行电子干涉与全息工作可以达到什么水平,这是不少研究人员关心的问题.我们在JEM-200CX型电镜上,用LaB_6灯丝进行了一系列实验研究.     

高分辨率扫描类电镜图像处理和分析测量系统

我们研制成功一套高分辨率的扫描类电镜用的图像处理系统,可直接连接到任一台扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)、透射电镜(TEM)的扫描附件和扫描隧道显微镜(STM)等扫描类电镜(简称电镜)上采集电镜图像信号和样品成份的X射线面分布像的信号存入计算机。经系统的硬件软件作图像处理后,图像的清晰度,信噪比可得到提高(如图1所示)。本系统的图像分辨率为1024×1024像素点阵,具有256个灰度级的高质量电镜图像,达到国外高档电镜     

透射电子显微镜单色器的发展及应用

自1932年透射电子显微镜发明以来,透射电子显微学在基础理论、仪器研制及其在材料科学、生命科学等领域的应用得到了迅速发展,200kV场发射枪透射电子显微镜的点分辨率已达0.19～0.25nm,能量分辨率为0.7～1.0eV。进一步提高透射电子显微镜性能的关键在于降低物镜球差和电子束能量扩散等。球差校正器的发明使透射电镜的点分辨率已突破0.1nm,电子源色差已成为进一步提高电子显微镜信息分辨极限和电子能量损失谱能量分辨率的瓶颈。在场发射枪透射电子显微镜上增加单色器（能量过滤器）可有效降低电子束的能量色散,减小色差对电子显微镜性能的影响。本文介绍了Wien型、Ω型及Mandoline型等几种常见的能量过滤器的工作原理、结构、性能及其应用。     

高分辨二次电子像中的成分衬度

从理论上阐明了获得高分辨二次电子成分衬度像的原理、条件和方法，并作了细致的实验验证，空间分辨率为３．３ｎｍ（Ｖ０＝５ｋＶ），原子序数分辨率为０．０３Ｚ。实验研究样品为分子束外延ＡｌＧａＡｓ量子阱激光器，其分层结构的最小层宽为７ｎｍ，测得的层宽和透射电镜测量结果相吻合，由于透射电镜制样的复杂和困难，高分辨扫描电镜二次电子成分衬度像观测方法具有重要的理论意义和实用价值     

在家用微波炉中合成四针状ZnO

将锌粉和石墨粉以一定比例混合放入家用微波炉中,在微波辐照下燃烧生成了白色松软的ZnO膜,将此薄膜用扫描电子显微镜(SEM)、能量损失谱(EDS)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射光谱(XRD)分析其成分和形貌。结果显示,该ZnO为单晶四针状晶须,晶须直径为20~50nm,分析了它的生长机理并测试其场发射特性,得到该ZnO的开启场强较低为3.88V/μm,相应的电流密度为10μA/cm2,在场强为5.7V/μm时达到最大发射电流密度为0.39mA/cm2。     

软磁样品对半浸没式物镜的影响及故障排除

由于半浸没式物镜极靴下方存在磁场,用扫描电镜表征磁性样品时存在因样品被吸入物镜而严重影响成像的风险.本文中,日立S4700型场发射扫描电镜突然出现图像信噪比急剧下降、像散不能消除的问题,经过分析和排查发现是由软磁性的泡沫镍被吸入物镜极靴导致的故障.本文从物镜结构、合轴、像散三个方面分析了磁性样品对电镜成像的影响,并结合...     

Electron microscopy at a sub-50 pm resolution

An aberration-corrected electron microscope developed in CREST project has been applied for imaging atoms and clusters buried inside crystals. The resolution of the microscope in scanning transmission electron microscopy (STEM) has experimentally proved to be better than 47 pm by use of a cold-field emission gun at 300 kV. The high resolution has given an advantage for imaging light elements such as lithium atoms discriminating one by one. Moreover, a three-dimensional structure imaging has been demonstrated for dopant clusters by a sub-50 pm STEM, using its high depth resolution.     

缩小投影电子束曝光机的调试技术

详细介绍了在透射电镜上进行缩小投影电子束曝光技术原理性实验的主要调试过程。它充分利用了透射电镜本身的功能与特点。整个调试方法不仅可获得高分辨率图形，而且为下一步的研究工作提供了比较好的工作参数。     

透射电镜原位拉伸研究金属材料形变机制

透射电镜原位拉伸方法是研究材料形变机制的一种直观而有效的手段。将拉伸实验与高分辨透射电镜相结合,通过在原子尺度上直接观察,实时地记录应力应变作用下晶体材料微观结构的演变及位错的产生和运动等,直观地揭示材料在弹性及塑性阶段的形变机理。本文将重点回顾近年来作者用透射电镜原位拉伸方法在研究金属材料形变机制方面的工作进展。主要包括纳米金属材料的晶界发射和吸收不全位错、晶粒旋转长大等变形机制,及金属材料在变形过程中的几种可逆形变机制。     

Scanning transmission electron microscopy and its application to the study of nanoparticles and nanoparticle systems

Scanning transmission electron microscopy (STEM) techniques can provide imaging, diffraction and spectroscopic information, either simultaneously or in a serial manner, of the specimen with an atomic or a sub-nanometer spatial resolution. High-resolution STEM imaging, when combined with nanodiffraction, atomic resolution electron energy-loss spectroscopy and nanometer resolution X-ray energy dispersive spectroscopy techniques, is critical to the fundamental studies of importance to nanoscience and nanotechnology. The availability of sub-nanometer or sub-angstrom electron probes in a STEM instrument, due to the use of a field emission gun and aberration correctors, ensures the greatest capabilities for studies of sizes, shapes, defects, crystal and surface structures, and compositions and electronic states of nanometer-size regions of thin films, nanoparticles and nanoparticle systems. The various imaging, diffraction and spectroscopy modes available in a dedicated STEM or a field emission TEM/STEM instrument are reviewed and the application of these techniques to the study of nanoparticles and nanostructured catalysts is used as an example to illustrate the critical role of the various STEM techniques in nanotechnology and nanoscience research.     

单晶硅表面STM成像理论模型与实验分析

结合扫描隧道显微镜(STM)成像实验和第一性原理原子级模拟计算的方法已经成为材料界面表征的重要手段。超高真空条件下的STM可用于直接观察单原子等微观结构,但其成像原理还未被理解清楚。STM扫描测得的试件表面原子级图像并不直接反映材料原子的形态,实际上是表面形貌和表面电子态局域密度的综合结果。为了解释STM成像,采用第一性原理Siesta方法,研究了Si(001)面STM成像过程的电子结构,对表面粒子的原子轨道和相应的电荷密度进行计算。讨论了等高模式下扫描高度对局域电子云密度分布的影响,并分析了STM针尖几何形状对模拟结果的影响。研究表明,材料表面原子的电子云密度分布可以用来解释STM成像精度和扫描高度对比的变化。     

场发射高分辨电子显微像的复原

本文讨论了弱相位物体近似的实际应用范围，在此基础上对场发射高分辨电子显微像作了解卷处理。     

透射电镜数字成像系列装置的设计

目的：探讨不同类型透射电镜数字成像装置设计方案,以实现更好性能.方法：分析现有不同类型透射电镜数字成像装置产品或设计的结构特征及其存在的主要问题,构思新的解决方案.结果：提出了包括侧装透镜、侧装光纤、底装透镜和底装光纤耦合型四种基本类型透射电镜数字成像装置新的设计方案,研制了底装大视野透镜耦合型样机并用于实际工作.结论：新的底装透镜耦合型成像装置结构独特,特别适合需要大视野的生命科学和医学等领域.