P6.现代方法简答题

回答下面的概念：

像差：像差是理想像与实际像的差距。像差一般由几何像差(球差，像散)和色差引起

表面形貌衬度：试样表面形貌差别而形成的衬度，可以用SEM进行表征

质厚衬度：样品不同微区间存在的原子序数或厚度的差异而形成的衬度

线吸收系数：X射线通过位厚度(即单位体积)物质的强度衰减量

分辨率：可以分辨两物电的最小分辨距离，一般是波长的一半

双光束衍射：倾转样品，使晶体只有一个满足布拉格条件的精密那，从而产生的衍射花样中几乎只存在大的透射斑点和一个强衍射斑点

暗场像：让衍射光束成像的操作称为暗场操作，所成的像称为暗场像

明场像：让透射光束成像的操作称为明场操作，所成的像称为明场像

X射线谱：X射线谱由连续谱和标识谱两部分组成，标识谱重叠在连续谱背景上

莫塞莱定律： ,R为里德伯常数

1. 磁透镜的像差是如何产生的？如何来消除和减少像差？

   答：

   像差由几何像差(球差，像散)和色差产生。

   球差是磁透镜中心区和边沿区对电子的折射能力不同引起的，增大透镜的激磁电流可减小球差；

   像散是由于透镜磁场的非旋转对称引起的，可以调节磁场来进行补偿；

   色差是电子波的波长(能量)非单一性造成的，稳定加速电压和透镜电流可减小色差。

2. 扫描电镜的分辨率受什么因素影响的？用不同的信号成像时其分辨率有何不同？所谓的扫描电镜分辨率是指用何种信号成像时的分辨率？

   答：

   电子束斑大小、检测信号类型、检测部位的原子序数是影响SEM分辨率的三大因素。

   不同信号成像时的分辨率为：

   信号	二次电子	背散射电子	吸收电子	特征X射线	e俄歇电子
   分辨率(nm)

   二次电子信号成像时的分辨率为SEM的分辨率

3. 为什么光学显微镜的分辨率远不及电子显微镜？

   答：

   分辨率大概是波长的1/2，电子束的波长远远小于可见光的波长，因而分辨率远高于光学显微镜。

4. 为什么扫描电镜的分辨本领和信号的种类有关？为什么可以利用特征X射线进行微区成分分析？二次电子的成像和背散射电子的成像各有何特点？

   答：

   1. 不同的电子信号的出射深度和产生机制不同，决定了SEM的分辨率存在差异；

   2. 特征X射线能进行微区成分分析是因为特征X射线的能量与样品中的原子序数由对应关系，且强度对应了原素的浓度，因而可以用来进行微区成分分析；

   3. 二次电子主要来自物体表面，对于表面形貌比较敏感，分辨率高在

      背散射电子来自几百纳米深度，随原子序数增大而增多，不仅可以分析形貌特征还可以显示原子序数衬度，分辨率在。

5. 什么是衍射衬度？画图说明衍衬成像原理，并说明什么是明场像、暗场像、中心暗场像。

   答：

   1. 衍射衬度：由于样本各处衍射强度差异形成的衬度；
   2. • 明场像：只让中心透射光束穿过物镜光阑形成的衍衬像
      • 暗场像：只让某一强衍透射光束穿过物镜光阑形成的衍衬像
      • 中心暗场像：挡住透射及其余衍射光束，只让一束强衍射光束通过形成暗场像，此时如果物镜光阑处于光轴位置，则所得的像为中心暗场像。

6. 何为波谱仪和能谱仪？说明其工作的三种基本方式，并比较波谱仪和能谱仪的优缺点。

   答：

   1. 波谱仪：用于检测X射线的特征波长

      能谱仪：用于检测X射线的特征能量

   2. 实际工作方式：直进式，回转式

   3. 优缺点比较：

      • 能谱仪结构简单稳定性好，可以同一时间内探测分析点内的所有元素，但只能探测原子序数大于11的元素。
      • 能谱仪不必聚焦，对样品表面没特殊要求，但分辨率低且并需要消耗液氮保持低温。
      • 波谱仪只能逐个元素检测，但可以测定4-92间的所有元素。

7. 为什么TEM中要求使用尽可能薄的样品？

   答：

   因为电子束的穿透能力比较低，所以需要尽可能把样品做薄。

8. 简述场发射电子枪的优缺点。

   答：

   • 优点：电子束斑细，发光效率高
   • 缺点：要求高真空度，造价贵