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    電子偏光顯微鏡既然稱為顯微鏡，它們的結(jié)構(gòu)都類似于光學(xué)顯微鏡，有物鏡和目鏡(這里已經(jīng)演變成投影鏡或其他結(jié)構(gòu))，它們的目的都是放大較小的物體，以供觀察。但是由于電子束有較大的能蚤，可以利用這種能量來(lái)激發(fā)出樣品表面的各種微觀粒子，收集它們可供作材料分析。電子的波長(zhǎng)非常短，以至電子波會(huì)在樣品晶格上產(chǎn)生衍射，這也為材料分析提供了另一途經(jīng)。因此，電子偏光顯微鏡除了可以得到比光學(xué)顯微鏡大得多的放大倍數(shù)，可以觀察微觀樣品的狀貌外，還有光學(xué)顯微鏡所沒(méi)有的材料分析方面的用途，用途不同，它們的結(jié)構(gòu)也有不同，由此派生出一系列不同種類，主要可以分類為透射電子偏光顯微鏡(TEM)、掃描電子偏光顯微鏡(SEM)及透射掃描電子偏光顯微鏡(TSEM)。另外，從更廣泛的意義上，還可以包括場(chǎng)離子顯微鏡、分析電子偏光顯微鏡、掃描隧道顯微鏡(STM)和原子探針等。這里我們將以最大盆地應(yīng)用電子光學(xué)原理的透射電子偏光顯微鏡為例，介紹它的基本結(jié)構(gòu)及其電子透鏡的光學(xué)性質(zhì)，另外，簡(jiǎn)單介紹掃描電子偏光顯微鏡和透射掃描電子偏光顯微鏡，以便讀者了解電子偏光顯微鏡作材料分析的情況。

    不論何種電子偏光顯微鏡，它們的結(jié)構(gòu)中都由電子源、聚焦照明系統(tǒng)和成像放大系統(tǒng)組成。電子源就是各種電子槍，聚焦照明系統(tǒng)和成像放大系統(tǒng)由各種電子透鏡構(gòu)成。

    電子源

    電子偏光顯微鏡中相當(dāng)于光學(xué)顯微鏡光派的是電子源，稱為電子槍。電于槍發(fā)射電子束，不同用途的電子偏光顯微鏡中使用不同的電子源，總體分為熱源和場(chǎng)致發(fā)射源。

    1)熱源

    所謂熱蔥就是熱陰極，最普通的熱陰極是鎢絲制成的，它的結(jié)構(gòu)如圖8.2所示。

    陰極非常簡(jiǎn)單，把一根鎢絲折成V宇形，通以電流即可。由于電阻的歐姆熱，它可以達(dá)到2800K的高溫，從而在它前方的陽(yáng)極的高電位作用下發(fā)射電子。包圍陰極的是杯狀控制極，它帶的電位接近陰極，起會(huì)聚電子束的作用，它可使V字尖端處發(fā)射的發(fā)散狀電子束會(huì)聚并通過(guò)陽(yáng)極中心的孔。這樣的電子槍在100kV工作條件下，發(fā)射的電子束電流可達(dá)3X10(5)A/(cm2X立體角)。除了用鎢絲作為陰極外，又發(fā)展了用LAB(6)制作陰極，它在100kV條件下電子束電流高達(dá)10(7)/(cm2X立體角)。

    2)場(chǎng)致發(fā)射源

    場(chǎng)致發(fā)射源就是利用場(chǎng)致發(fā)射產(chǎn)生電子束。它的陰極通常是由<111>晶向的鎢晶體制成，與一個(gè)金屬圓筒制成的控制電極組成電子槍?？刂茦O上加4kV的高壓，從而使晶體的尖端上有場(chǎng)致發(fā)射電流產(chǎn)生。熱的或冷的場(chǎng)致發(fā)射源發(fā)射的電子束電流可以是通常的鎢絲陰極發(fā)射電流的10(4)倍，這樣大的電流可供掃描電鏡使用。但場(chǎng)致發(fā)射源所需要的真空度要比一般的陰極源高得多。

    不論何種陰極發(fā)射源的電子槍，它們的陰極發(fā)射一定母電流的電子束，以保證在不同用途中器件有足夠的亮度.電子槍是由陰極、控制極和陽(yáng)極組成陰極透鏡，電子束經(jīng)陰極透鏡的會(huì)聚作用，進(jìn)人各級(jí)電子透鏡。

    電子偏光顯微鏡在實(shí)際工作狀態(tài)中，為安全起見(jiàn)，希望整個(gè)顯微鏡金屬系統(tǒng)接地，所以利用電場(chǎng)的相對(duì)性原理，把電子槍中可以與其他部分嚴(yán)格絕緣的陰極接負(fù)高壓，而陽(yáng)極電位為零。電子偏光顯微鏡由于要得到極高的分辨率而需要在陰極和陽(yáng)極之間存在極高的電位差，以減小電子的波長(zhǎng);另外，當(dāng)顯微鏡工作在高放大倍數(shù)狀態(tài)下，為了使很小的樣品面積放大后還有足夠的照度，也希望有更大的電流密度，這也需要提高陰極和陽(yáng)極之間的電位差，所以，放大倍數(shù)越大的電子偏光顯微鏡使用的高壓越高。