透射電鏡的發(fā)展趨勢
a .提高分辨本領(lǐng)、改進(jìn)儀器性能降低物鏡的球差、提高物鏡電流和高壓的穩定度以減小色差。提高加速電壓,減小電子波長(cháng)等均是提高分辨本領(lǐng)的有效途徑。由于這些措施可能在超高壓電鏡中實(shí)施,因此曾對超高壓電鏡寄以厚望。因為技術(shù)上的難度大,尤其是建造費用昂貴,使其進(jìn)展艱難。而且實(shí)際分辨本領(lǐng)仍在0.2~0.3nm 。折衷的辦法是發(fā)展200~300kV的高壓電鏡。
b .提高自動(dòng)化程度,簡(jiǎn)化操作真空操作、樣品更換及驅動(dòng)、照相記錄、電鏡工作模式變換等復雜的工作均只需要一個(gè)啟動(dòng)命令就能自動(dòng)完成,尤其是引入電子計算機之后,使操作進(jìn)一步自動(dòng)化,而且還可以對圖像或譜線(xiàn)進(jìn)行處理。
c .向分析式電鏡發(fā)展電子顯微鏡把人們引入了千變萬(wàn)化的微觀(guān)世界,使我們能在原子量級上來(lái)研究物質(zhì)的微觀(guān)結構。透射模式使我們得到了物體的形貌、電子衍射模式可以分析物體的表面結構。在觀(guān)察高倍像時(shí),我們往往想知道所觀(guān)察物體內的元素組成和微觀(guān)結構,因此在透射電鏡中引入了X 射線(xiàn)光譜儀和掃描透射模式等使透射電鏡成了分析式電鏡。
電子能量損失譜儀(electron energy loss spectrometer , EELS)是基于入射電子打到樣品上,使原子內殼層的電子被激發(fā)產(chǎn)生電離。這時(shí)入射電子損失一部分能量△E 后并以非彈性散射電子的形式射出。由于△E 至少大于內層電子的電離能及,而每一種元素都有其特征的瓜值,因而對非彈性散射電子進(jìn)行能量分析就可以獲得試樣的元素組成信息。
掃描透射電鏡(STEM)的成像原理與掃描電鏡相似,不過(guò)收集的不是二次電子而是分別收集透過(guò)樣品的彈性和非彈性散射電子來(lái)成像。由于掃描透射模式的圖像是逐點(diǎn)、按時(shí)間順序排列的像素組成,所以用計算機作實(shí)時(shí)圖像處理很方便。掃描透射的另一優(yōu)點(diǎn)是利用微小束斑可以作超微區的顯微分析。
d .場(chǎng)發(fā)射槍透射電鏡場(chǎng)發(fā)射電子槍具有亮度高(比鎢絲槍高三個(gè)量級)、交叉斑。ㄖ睆綖0 . 01~0 . 02nm)、電子能量分散小及相干性好等優(yōu)點(diǎn),正日益受到重視。對透射電鏡開(kāi)展微區衍射和微區分析十分有利,它的高相干性為電子顯微學(xué)開(kāi)展全息術(shù)提供了廣闊的前景。
下表列出了目前世界各國生產(chǎn)的幾種透射電鏡的性能比較。