高压电子显微术

高压电子显微术是指用加速电压超过500kV的电子显微镜对试样进行显微分析的技术。高压电镜由照明系统、试样室、成像系统、观察室、真空系统、高压缸和控制部分组成，与常规电子显微镜的主要区别在于其加速电压很高、透镜的励磁电流强。

定义高压电子显微术是指用加速电压超过500kV的电子显微镜对试样进行显微分析的技术1。

简介晶体学取向成像扫描电子显微术SEM的另一个新发展方向是以背散射电子衍射图样(EBSP)为基础的晶体学取向成像电子显微术(OIM)。在SEM上增加一个可将试样倾动约70度的装置，CCD探测器和数据处理计算机系统，扫描并接收记录块状试样表面的背散射电子衍射花样（背散射菊池花样），按试样各部分不同的晶体取向分类成像来获得有关晶体结构的信息，可显示晶粒组织、晶界和裂纹等，也可用于测定织构和晶体取向。可望发展成SEM的一个标准附件。1996年美国TSL(TexSemLaboratories,Inc.)公司推出了TSLOIM系统，空间分辨本领已优于0.2μm，比原理相似的电子通道图样(ECP)提高了一个量级，在0.4秒钟内即能完成一张衍射图样的自动定标工作。英国牛津集团显微分析仪器Link-OPAL公司的EBSD结晶学分析系统，已用于Si片上Al连线的取向分析，以判断其质量的优劣及可行性。

高压电镜组成高压电镜由照明系统、试样室、成像系统、观察室、真空系统、高压缸和控制部分组成，与常规电子显微镜的主要区别在于其加速电压很高、透镜的励磁电流强。

试样室其试样室很大，可以安装各种试样台，如加热台和冷却台、各种温度条件下的拉伸台和低周疲劳台，研究气体与固体表面作用的环境室及观察畴壁运动的磁畴附件等还可以进行动态观察及摄像记录2。

特点高压电子显微术的主要特点是：

(1)分辨率高。点分辨率已达到0.1nm；

(2)可观察较厚的样品。加速电压1000kV时，钢铁可观察厚度为2um，铝为6um，硅为9um；

(3)多光束效应明显用高阶明场像技术能提高衍衬像的分辨率，用多束成像技术可增加厚试样衍衬像的强度和确定材料的晶体学特征；

(4)用高能电子辐照可模拟原子能用材料的辐照效应，还可有效用于聚合物、生物试样等辐照敏感材料的结构研究；

(5)特征X射线谱的信噪比和空间分辨率高，电子能量损失的收集效率增加和多次散射的干扰低，能用于纳米级区域和超细粒子的结构和组成分析。

发展方向高压电子显微术发展的主要方向是实际材料的高分辨观察和在原子尺度下进行晶体结构缺陷的动态研究3。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学