光學(xué)和電子顯微鏡樣品制備技術(shù)

本書介紹電子顯微鏡的電子光學(xué)基本原理，包括磁透鏡、高斯光學(xué)、象差和分辨本領(lǐng)等問題，并在此基礎(chǔ)上，探討了透射電鏡和掃描電鏡各部分的電子光學(xué)設(shè)計原則．書中著重闡明電鏡的基本原理和設(shè)計原則，同時也涉及研制和使用電鏡中的一些實際問題，并介紹了國內(nèi)外關(guān)于電鏡方面的新發(fā)展．

本書可供從事電子顯微鏡方面工作的科技人員，高等學(xué)校有關(guān)專業(yè)的教師、研究生和高年級學(xué)生閱讀參考．

制備直接樣品的方法有很多，但一般情況下，總的制作過程都分為如下幾步：

(1)初減薄——制備厚度約100～200μm的薄片；

(2)從薄片E切取f3 mm的圓片；

(3)預(yù)減薄——從圓片的一側(cè)或兩側(cè)將圓片中心區(qū)域減薄至數(shù)腳；

(4)終減薄．

1．初減薄——由塊狀樣品制備薄片

對延性材料，如金屬，為避免對材料的機械損傷(例如為了研究材料中缺陷的結(jié)構(gòu)及密度)，通常采用電火花線切割法從塊狀樣品上獲得厚度約200 μm的薄片．此外，也可以將材料軋制為薄片，再通過退火消除軋制缺陷．對某些脆性材料(例如Si、GaAs、NaCl、MgO)，可用刀片將其沿解理面解理，重復(fù)解理直至達(dá)到對電子透明的程度．如要使薄片不與解理面平行，可采用金剛鋸．另外還有一些特殊的方法，如用水作溶劑通過線鋸切割巖鹽．此外，還可以用超薄切片機從塊狀樣品上切取可以直接供透射電鏡觀察的樣品．

2．圓片切取

如果材料的塑性較好且對機械損傷的要求不很嚴(yán)格，可采用特制的小型沖床從薄片上直接沖取f3mm的圓片．對脆性材料，有3種基本方法可供選用，即電火花切割、超聲波鉆和研磨鉆．電火花切割用于導(dǎo)體材料，后兩種常用于陶瓷和半導(dǎo)體材料．

3．預(yù)減薄

預(yù)減薄的目的在于使圓片的中心區(qū)域進一步減薄，以確保最終在圓片的中心部位穿孔(其邊緣附近區(qū)域可供觀察)．預(yù)減薄通常采用專用的機械研磨機，使中心區(qū)域減薄至約10μm厚，借助于微處理器控制的精密研磨有時可以獲得使電子束透明的厚度(<1μm)．有時也用化學(xué)方法進行預(yù)減?。?

4．終減薄

常用的終減薄方法有兩種，即電解拋光和離子轟擊．電解減薄只能用于導(dǎo)電樣品，其特點是快捷和不產(chǎn)生機械損傷，所以被廣泛用于金屬和合金樣品制備，電解減薄裝置。離子減薄適用于難熔金屬、硬質(zhì)合金和不導(dǎo)電材料的樣品制備，此法設(shè)備復(fù)雜，減薄時間也較長，且減薄后期階段難于掌握離子減薄裝置。

目錄

第一章 電子顯微鏡發(fā)展簡史

第二章 電子光學(xué)基礎(chǔ)

第三章 常用磁透鏡的傍軸光學(xué)參數(shù)

第四章 磁透鏡的象差

第五章 強激勵透鏡和非對稱透鏡

第六章 透鏡磁路與線包的設(shè)計

第七章 電子槍

第八章 偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)

第九章 照明系統(tǒng)和成象系統(tǒng)

第十章 象的觀察與記錄

第十一章 成象理論初步

第十二章 改善分辨本領(lǐng)的努力

第十三章 分析電子顯微鏡

第十四章 掃描透射電子顯微鏡

第十五章 全息法

參考文獻(xiàn)

附錄 商品電子顯微鏡發(fā)展簡史