[发明专利]一种透射电子显微镜可动光阑的光阑片装置

说明书

本发明涉及一种透射电子显微镜可动光阑的光阑片设计。本发明包括：光阑片材质（1），光阑片形状（2），光阑孔（3）。本发明适用于透射电子显微镜的聚光镜、物镜和投影镜中的可动光阑。光阑是电镜重要的成像部件之一，其主要作用是通过调节通过光束大小，获得明场像和暗场像，降低噪声干扰、降低球差、提高成像衬度。光阑的性能指标主要由光阑片决定，包括：光阑片材质、光阑片形状、光阑孔数量、光阑孔尺寸、可移动（倾转）范围、移动精度等。本发明使用Ni‑Si青铜系合金加工成透射电子显微镜可动光阑光阑片，具有易于加工、无磁性、耐电子束轰击、延展性和韧性适中、耐腐蚀、成本低廉等特点。

技术领域

本发明公开一种透射电子显微镜可动光阑的光阑片装置。

背景技术

透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope,简称TEM)，其总体工作原理是：由电子枪发射出来的电子束，经阳极定向加速后在真空通道中沿着镜体光轴穿越聚光镜，通过聚光镜将之会聚成一束尖细、明亮而又均匀的电子束流，照射在样品室内的样品上；透过样品后的电子束携带有样品内部的结构信息，经过物镜的会聚调焦和初级放大后，电子束进入下级的中间透镜和第1、第2投影镜进行综合放大成像，最终被放大了的像通过信息接收装置转化为可肉眼观察的图像。目前，电子显微镜的可动光阑根据所处位置不同，主要分为：聚光镜光阑、物镜光阑和选区光阑，光阑的主要作用是限制通光量以提高图像衬度。在使用过程中，光阑需要在真空中承受高能量电子束的轰击，容易产生积碳等污染。当前光阑片材质一般为铂、钼等贵金属，价格十分昂贵、热加工困难、易污染而不易于清洗。本发明采用的Ni-Si青铜系合金材质的光阑片具有易于加工、无磁性、耐电子束轰击、延展性和韧性适中、耐腐蚀、成本低廉等特点，而且若有杂质附着不方便清洗时，可直接更换光阑片。

发明内容

本发明提供一种透射电子显微镜可动光阑的光阑片装置，本发明包括：光阑片材质（1），光阑片形状（2），光阑孔（3-1）、（3-2）、（3-3）、（3-4）。

优选的光阑片材质(1)其特征是采用Ni-Si青铜系合金，其型号是C64780，易加工、无磁性、耐电子束轰击、延展性和韧性适中、耐腐蚀、成本低廉。

优选的光阑片形状（2）为：光阑片形状长方形，尺寸为20 mm×10 mm，厚度为0.1mm。

优选的光阑孔（3）为：在光阑片上纵向同轴排列四个光阑孔（3-1）、（3-2）、（3-3）、（3-4），其尺寸从小到大依次为40μm、80μm、120μm、200μm。

附图说明

附图1为本发明结构示意图。

具体实施方式

当透射电镜观察的样品是晶体时，由于单一的金属或离子晶体的最小Bragg角对应的晶格间距近似于5埃，所以衍射角α通常是5×10^-3弧度（rad）或更大。因此，由于几乎所有Bragg反射电子（即衍射波）被光阑阻挡，这时反差就产生了，这个像称之为“明场像”。另一方面，当光阑移动而阻挡透射波时，由衍射波成像，这种像称之为“暗场象”。这就是说，除晶体非常厚的情况以外，暗场的反差可由倒置亮视野的反差得到。

而当透射电镜观察的样品是非晶态时，散射电子被位于物镜后焦点平面附近的光阑所吸收，因此产生散射吸收反差。为了缩小球差，需要透镜的光阑直径非常小（约数十微米）。因此，如果散射大，大多数电子被光阑阻挡，从而形成像的黑暗部分。电子被散射的程度与样品的质量厚度成正比。因此，散射吸收反差提供了物质的存在和结构（图像）的信息。放入靠近物镜后焦点平面的光阑有两个重要的作用：①限制电子束孔径角以缩小的像差。②除去散射电子从而增强像的反差。因此，光阑孔直径的选择取决于所需的分辨本领和反差。只能选择使用大小适宜的光阑。

光阑必须精确地合轴在电子束光路上，随着光阑孔直径的缩小，电子束强度逐渐减弱，特别是非近轴杂散光会被光阑挡掉，所以减小了球差，像的反差逐渐增强。