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内容简介
本书介绍电子显微镜的电子光学基本原理,包括磁透镜、高斯光学、象差和分辨本领等问题,并在此基础上,探讨了透射电镜和扫描电镜各部分的电子光学设计原则.书中着重阐明电镜的基本原理和设计原则,同时也涉及研制和使用电镜中的一些实际问题,并介绍了国内外关于电镜方面的新发展.
本书可供从事电子显微镜方面工作的科技人员,高等学校有关专业的教师、研究生和高年级学生阅读参考.
目录
- 绪论
一、电子光学和电子显微镜的发展简史
二、电子光学的研究对象和基础知识
1.电子光学中的静电场和静磁场
2.电子在电磁场中的运动
3.电子的波动性
第一章 磁透镜
引言
1-1 磁透镜的分类及其性质
1-1-1 短磁透镜(弱磁透镜)
1-1-2 带极靴的强磁透镜
1-2 强磁透镜的理论与实验研究
1-2-1 钟形场的理论计算
1-2-2 黎伯曼的工作
1-2-3 利用电子计算机研究磁透镜
1-3 磁透镜设计简介
1-3-1 磁透镜的设计步骤
1-3-2 磁路的设计
1-4 磁透镜的发展
1-4-1 不对称磁透镜
1-4-2 单场透镜
1-4-3 单极靴磁透镜
1-4-4 超导磁透镜
参考文献
第二章 高斯光学(旁轴光学)
引言
2-1 高斯光学理想成象的规律
2-2 电子透镜的焦点、焦距
2-2-1 焦点、焦距的概念
2-2-2 物镜、投影镜所对应的焦点、焦距
2-2-3 透镜成象公式
2-3 电镜的光路分析及典型光路图
2-3-1 作图成象法
2-3-2 电镜的光路图及典型实例
参考文献
第三章 电子光学的象差
3-1 几何象差
3-1-1 球差
3-1-2 彗形差
3-1-3 场曲、象散
3-1-4 畸变
3-2 色差和高斯光学的微扰
3-2-1 色差
3-2-2 磁透镜极靴非旋转对称象差——轴上象散
3-2-3 磁透镜极靴轴线不合轴的象差
3-3 偏转象差
3-3-1 偏转畸变
3-3-2 偏转场曲和象散
3-3-3 偏转彗形差
3-4 关于减小或消除电镜的象差
3-4-1 球差和中心色差
3-4-2 畸变
3-4-3 边缘象差
参考文献
第四章 电子枪
引言
4-1 电子枪的亮度
4-2 电子枪中形成和控制电子束的机制
4-3 实际电子枪的特性
4-3-1 实际电子枪的特性
4-3-2 自给偏压及其特性
4-4 电子枪的改进与发展
4-4-1 六硼化镧阴极(LaB6)
4-4-2 场发射电子枪
参考文献
第五章 照明系统
引言
5-1 聚光镜调节电子束的原理
5-1-1 试样平面处束的照明孔径角
5-1-2 试样平面处束电流密度和照明斑点半径
5-2 双聚光镜原理
5-3 照明系统的合轴要求及对中调整
5-4 照明系统的电磁偏转器及其应用
参考文献
第六章 成象系统和成象机制
引言
6-1 三级和四级成象系统的原理
6-1-1 三级成象系统
6-1-2 四级成象系统
6-2 成象系统的合轴和聚焦
6-2-1 成象系统的合轴调整
6-2-2 成象系统的聚焦方法
6-3 电子与试样的相互作用
6-3-1 电子散射
6-3-2 弹性散射与非弹性散射
6-3-3 散射截面和微分散射截面
6-3-4 非晶形试样与晶体试样的成象
6-4 振幅衬度以及物镜光阑的作用
6-4-1 振幅衬度的计算
6-4-2 改善振幅衬度的方法
6-5 相位衬度以及球差和失焦的影响
6-5-1 入射波和散射波的波函数
6-5-2 球差和失焦的影响
6-5-3 传递函数的特性
6-5-4 改善相位衬度的方法
参考文献
第七章 电子显微镜的分辨本领
7-1 电子显微镜的理论分辨本领
7-1-1 衍射所决定的分辨本领
7-1-2 球差和衍射所决定的理论分辨本领
7-1-3 各种象差对于分辨本领的影响
7-2 实际分辨本领和放大率的测定
7-2-1 拍摄高分辨本领照片的操作技术
7-2-2 放大率的校准和测定
7-3 费涅尔衍射条纹及其应用
7-3-1 费涅尔衍射条纹
7-3-2 利用费涅尔衍射条纹测量轴上象散
7-3-3 消象散器
参考文献
第八章 扫描电子显微镜(Ⅰ)
8-1 基本原理
8-2 影响扫描电镜分辨本领的主要因素,各种信号成象时的分辨本领
8-3 扫描电镜电子光学系统设计参量的理论极限
8-3-1 球差引起的电子探针系统的理论限制
8-3-2 电子衍射及透镜象差引起的理论限制
8-4 几种近似的情况
8-4-1 电子枪的初始电流I0
8-4-2 受球差限制的束斑直径d球
8-4-3 给定束流时的最小束直径
8-4-4 受色差限制的束斑直径d色
8-4-5 球差与色差的比较
参考文献
第九章 扫描电子显微镜(Ⅱ)
9-1 DX-3型扫描电镜简介
9-1-1 总体指标和技术性能
9-1-2 仪器简介
9-2 电子光学系统设计
9-2-1 物镜
9-2-2 电子光学光路
9-3 扫描系统及放大率的调节
9-4 二次电子探头
9-4-1 二次电子信号的特点及探头的基本结构
9-4-2 探头的基本问题——信噪比的理论极限及低噪声放大
9-4-3 二次电子收集系统
9-4-4 闪烁体
9-4-5 光电倍增管
9-4-6 影响噪声的其他因素
9-5 仪器调整及分辨本领照片的拍摄
9-5-1 调整和安装
9-5-2 光阑的选择
9-5-3 象散的消除
9-5-4 提高探针电流,降低噪声
9-5-5 高分辨本领拍照
9-6 电子通道图象的原理及应用
9-6-1 基本原理
9-6-2 选区电子通道图象
参考文献
第十章 电子显微镜的发展
10-1 超高分辨本领的扫描透射电镜
10-2 超高压电镜
10-2-1 超高压电镜的特点
10-2-2 超高压电镜的性能和设计特点
10-3 高分辨本领电子显微照片的光学处理方法和电子计算机数值计算方法
10-3-1 从二维照片再现三维的图象
10-3-2 电子显微照片的电子计算机信息处理
10-3-3 激光全息傅氏变换的光学处理方法
10-4 电镜电子光学问题的计算机辅助设计
10-4-1 E.Munro等编制的程序
10-4-2 J.W.Butler编制的CLOPT-4程序
10-4-3 A.V.Crewe等编制的通用程序
10-4-4 T.Matsuo等编制的TRIO程序
10-4-5 P.W.Hawkes编制的电子光学专用计算机逻辑语言CAMAL
10-5 结语
参考文献
附录Ⅰ 旋转对称场和电子轨迹方程
附录Ⅱ 典型磁透镜的分析研究和数据表格
Ⅱ-1 磁场分布的计算
Ⅱ-2 磁透镜电子轨迹和焦点焦距的计算
附录Ⅲ 计算典型磁透镜的球差和色差系数
Ⅲ-1 球差系数Cs的计算及分析
Ⅲ-2 色差系数Cc的计算及分析
参考文献
后记