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木虫 (正式写手)


[资源] 【专题】TEM培训系列I:基础

应wdwsnnu的要求,开个专题:TEM培训系列。按Williams&Carter的教材《TEM》,分为四部分:基础、衍射、成像、谱学。

教材请见:http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=1471283

首先是基础部分。先把以前的帖子的内容拷贝在这里,作为引言。

借Williams&Carter的新版《TEM》出版的东风,咱们来试试开个TEM培训班吧。由于水平有限,邀请temedx, refnew及其他TEM专家合作、指正。

就以Williams其人其书的简单介绍开始吧。
Williams出身TEM领域著名的剑桥学派,以分析电子显微学见长,尤其是高空间分辨的EDS能谱分析。早年(1984?)出版过一本“Analytical Electron Microscopy”的书。在Lehigh大学的时候,组织了一批专家开TEM培训班,影响很大。这本TEM教材就是在此基础上整理而成。一出版便成为TEM学科的标准教材。虽然国际上也有些人对其中某些疏漏颇有微词,但考虑到TEM已经发展成为一个很大的分析综合平台,完整的论述需要在衍射、光学、成像、谱学等众多分支都有较深的造诣。尽管Williams和Carter两位教授都是一流学者,有些疏漏也再所难免。瑕不掩瑜,仍不失为TEM经典之作,至少在教育方面如此。

《TEM》全书分为4个部分:
1. Basics. 介绍TEM系统的硬件结构、电子光学、样品制备。
2. Diffraction. 包括衍射几何、运动学衍射、动力学衍射、衍射技术如汇聚束衍射CBED。衍射是TEM理论与实际分析的基础,是所有准备进入TEM领域的人不可忽视的。
3. Imaging. 核心内容是衍射衬度和相位衬度,对STEM的Z衬度也有一些讨论。关于位错、层错、界面结构的分析请参见这一部分。
4. Spectroscopy. 包括EDS和EELS两部分。从基础、定性、定量等各方面都做了细致的介绍。在EELS部分,对用能量损失近边结构(ELNES)分析电子结构也有涉及。

[ Last edited by Platinum on 2009-8-19 at 21:40 ]
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wnwang

金虫 (小有名气)


★★★★★ 五星级,优秀推荐

Thanks for sharing!!!
124楼2014-03-27 04:20:23
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dyh198604006

木虫 (小有名气)



小木虫(金币+0.5):给个红包,谢谢回帖交流
正欠缺这方面的知识,好好学习
3楼2009-08-19 21:08:01
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Platinum

木虫 (正式写手)


2.电子显微镜

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
kqy920(金币+8,VIP+0):果然是专家啊, 8-21 07:49
我们的讨论以Williams&Carter的《TEM》为线索,但不拘泥于之。

科学家在越来越小的尺度探索材料的精细结构。在这个过程中,电子显微镜的出现无疑是一项革命性的突破。早在19世纪,人们已经认识到光学显微镜受光的衍射的限制,其分辨率有个极限,大概是半个波长,约为300nm。在1925年de Broglie提出电子波的概念。随后(1927年)Thomson、Davisson、Germer用电子衍射实验证实了这一点。由于100kV的电子波长只有0.004nm,应用电子波的显微镜的分辨率理应有巨大的提高。事实也是如此,Ruska和Knoll于1932-1933年做成第一台电子显微镜,分辨率很快就超过了光学显微镜。有趣的是,Ruska当时并不知道电子波这回事。电子波的概念以及量子力学在当时实在太新颖,其实大部分物理学家和工程师都不懂。目前,大部分的电子显微镜的分辨率在2埃左右,但通过像差校正可大幅度提高。位于美国劳伦斯柏克利国家实验室的美国国家电镜中心的电镜TEAM0.5,分辨率为0.5埃。值得一提的是,由于西门子公司在专利权方面的干扰,Ruska直到1986年才获得Nobel奖,迟到得太久了。

电子显微镜之所以成为如此强大的微结构分析工具,有三个主要原因。波长短是其一。其二是电子比较容易被电磁场偏转、聚焦,从而做成显微镜。第三,电子与物质有很强的交互作用,因此空间分辨率可以很高。

目前,电子显微镜已经发展成为集衍射、成像、谱学于一身的综合平台。是分析材料的结构,包括晶体结构、缺陷结构(如位错、层错、晶界、析出相等)以及电子结构的必不可少的工具。

电镜的缺点呢?主要有以下几个方面。
1、分析区域小。做过电镜的都对电镜样品之小印象深刻,直径只有三毫米的薄片。但是,三毫米仍然太大了,典型的分析区域实际只有几十微米甚至更小。你可能会问,这真能代表材料的结构吗?答案是:如果你的材料的结构在微米尺度是均匀的,这就不是问题。
2、辐照损伤。这个也是视材料不同而不同。有机物和分子筛需要很小心。金属陶瓷就好多了。
3、透射电镜图像只是样品的投影结构。理论上说,电子三维层析(tomography)可解决之。
4、样品制备比较困难。通常要求厚度在100纳米以下,高分辨电镜要求在10纳米左右。

[ Last edited by Platinum on 2009-8-20 at 22:24 ]
4楼2009-08-19 21:30:59
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Platinum

木虫 (正式写手)


3.其它系列

专家temedx在本版给出了系列精彩讲座,为方便参考,列于下:

电镜随谈之一:单晶多晶的电子衍射标定
http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=987510&fpage=1

电镜随谈之二:DigitalMicrograph Demo版的使用
http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=995468&fpage=1

电镜随谈之三:能谱(EDS)的一些问题
http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=1006752&fpage=1
5楼2009-08-19 21:31:55
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