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第1章　电子光学基础1

1.1　分辨率1

1.2　磁透镜的聚焦原理4

1.2.1 电子在均匀磁场中的运动5

1.2.2　短磁透镜6

1.2.3　磁透镜的设计10

1.3　电子光学作图成像法11

1.4　电子透镜的像差12

1.4.1　球差13

1.4.2　畸变13

1.4.3　像散14

1.4.4　色差15

1.5　磁透镜的理论分辨率16

第2章　透射电子显微镜18

2.1　透射电子显微镜发展简史18

2.2　透射电子显微镜的基本结构19

2.3　照明系统21

2.3.1 电子枪21

2.3.2　照明系统和偏转系统26

2.4　成像系统28

2.4.1　透射电镜的成像原理29

2.4.2　物镜29

2.4.3　中间镜和投影镜32

2.5.2　照相底片35

2.5　像的观察与记录系统35

2.5.1　荧光屏35

2.5.3　视频摄像机36

2.5.4　慢扫描CCD照相机36

2.5.5　成像板37

2.6　试样台和试样架38

2.7　透射电镜的真空系统40

2.8　透射电镜的电子部分和其他部分43

2.9　电子显微镜的合轴调整43

2.9.1　照明系统的合轴与消像散45

2.9.2　成像系统的合轴与消像散47

2.9.3　物镜聚焦的调整49

2.10.1　粉末样品的制备50

2.10　透射电镜的样品制备50

2.10.2　薄膜样品的制备51

2.10.3　超薄切片法55

2.10.4 复型56

2.10.5　界面试样的制备57

2.10.6　聚焦离子束方法58

2.10.7　真空蒸涂方法59

2.10.8　试样的保存和观察时的注意事项59

第3章 电子与物质的相互作用60

3.1　电子的弹性散射61

3.2.1　特征X射线62

3.2　电子的非弹性散射62

3.2.2　二次电子63

3.2.3　背散射电子63

3.2.4　俄歇电子64

3.2.5 阴极荧光64

3.2.6　透射电子65

3.2.7　等离子体激发65

3.2.8　声子激发65

3.3　辐照损伤66

第4章　电子衍射67

4.1　电子衍射原理67

4.1.1　布喇格定律67

4.1.2　倒易点阵与爱瓦尔德（Ewald）作图法68

4.1.3　结构因子69

4.1.4　干涉函数71

4.1.5　衍射花样与晶体几何关系74

4.2　倒易点阵平面及其画法74

4.2.1 晶带定律75

4.2.2　二维倒易点阵平面的画法75

4.3　选区电子衍射77

4.4　多晶电子衍射花样和相机长度标定81

4.4.1 多晶电子衍射花样的标定83

4.4.2　相机长度的标定85

4.5.2　单晶电子衍射花样的标定86

4.5.1　单晶电子衍射花样的产生及其几何特征86

4.5　单晶电子衍射花样的分析86

4.5.3　衍射花样与晶体几何关系92

4.5.4 四方晶系的电子衍射谱的标定92

4.5.5　六方晶系的电子衍射谱的标定94

4.6　其他电子衍射谱96

4.6.1　单晶、多晶和非晶电子衍射谱比较96

4.6.2　织构试样的衍射谱96

4.6.3　二次衍射97

4.6.4　高阶劳厄带99

4.6.5　菊池线100

4.7　电子衍射的计算机分析100

5.1.1　孪晶电子衍射谱的一般分析103

第5章　复杂电子衍射谱103

5.1　孪晶电子衍射谱103

5.1.2　孪晶电子衍射谱的标定109

5.1.3　孪晶电子衍射谱的矩阵分析110

5.2　高阶劳厄带电子衍射谱111

5.2.1　高阶劳厄带的成因与特征111

5.2.2　非零层倒易点在零层上的投影113

5.2.3　高阶劳厄带指标化116

5.3　菊池线分析119

5.3.1　菊池线的产生119

5.3.2　菊池线的几何特征120

5.3.3　菊池线的指标化123

5.3.4　菊池花样应用124

5.4　超点阵结构和长周期结构128

5.4.1　超点阵结构128

5.4.2　长周期结构129

第6章　透射显微术电子像衬度原理132

6.1　质厚衬度134

6.2　衍射衬度137

6.3　电子衍衬像的运动学理论138

6.3.1　完整晶体的暗场像138

6.3.2　完整晶体的明场像144

6.3.3　不完整晶体的衍衬像的运动学理论144

6.4.1　层错146

6.4　几种晶体缺陷的衍衬像146

6.4.2　位错148

6.4.3　第二相粒子153

6.4.4　小角晶界和大角晶界154

6.5　衍衬分析中几个主要参数的测定156

6.5.1　磁转角的测定156

6.5.2　柏格斯矢量的测定157

6.6　波纹图159

6.7　衍衬运动学理论的局限性162

6.8　电子衍衬像的动力学理论162

6.8.1　完整晶体的衍衬像的动力学理论163

6.8.2　不完整晶体的衍衬像的动力学理论165

第7章　扫描电子显微镜167

7.1　扫描电子显微镜的发展简史167

7.2　扫描电镜的基本结构与原理168

7.2.1　基本原理168

7.2.2　扫描电镜的工作方式168

7.2.3　扫描电镜的结构170

7.3　扫描电镜像的衬度形成原理175

7.3.1　二次电子发射规律及其成像衬度175

7.3.2　背散射电子发射规律及其成像衬度180

7.3.3　吸收电子像和它的衬度182

7.3.5　阴极荧光像183

7.3.4　扫描透射电子像183

7.4　扫描电镜分辨率和放大倍数184

7.4.1 电子束直径对分辨率的影响184

7.4.2　电子受试样散射对分辨率的影响185

7.4.3　信号噪声比对分辨率的影响186

7.4.4　扫描电镜的放大倍数187

7.5　扫描电镜的性能特点187

7.6　背散射电子衍射分析190

7.6.1 背散射电子衍射的实验条件与工作原理190

7.6.2　背散射电子衍射的应用192

7.7　可变气压／环境扫描电镜196

7.7.1 可变气压／环境扫描电镜的工作原理197

7.7.2　可变气压／环境扫描电镜的分类与应用199

7.8　金属材料的几种典型断口的扫描电镜分析202

第8章 电子探针显微分析仪和微分析206

8.1 电子探针的结构与工作原理206

8.1.1　枪体206

8.1.2　谱仪和信息记录部分207

8.2　波谱仪208

8.3　能谱仪213

8.4　能谱仪和波谱仪的比较216

8.5　X射线谱仪的应用218

8.5.1　试样的制备219

8.5.2　分析方法219

8.5.3 电子探针分析的最小区域221

8.5.4　应用222

8.6　X射线谱仪的定量分析223

8.6.1　定量分析的基础223

8.6.2 ZAF修正224

第9章 其他显微分析方法227

9.1　高分辨透射电子显微术227

9.2　会聚束衍射232

9.3　微衍射233

9.4　电子能量损失谱234

9.5　能量过滤像237

9.6　扫描透射电子显微术238

9.7.1　扫描隧道显微镜240

9.7　扫描探针显微镜240

9.7.2　原子力显微镜242

9.7.3　扫描探针显微镜家族的其他成员245

9.8　电子全息术246

9.9　电子三维重构像249

9.10　原位透射电子显微术251

9.11　球差校正透射电镜252

实验256

实验一　透射电镜样品的制备256

实验二　透射电子显微学实验265

实验三 场发射扫描电镜的结构、形貌观察和能谱仪的应用281

附录A　各种倒易点阵平面可能所属的晶系290

附录290

附录B　各种点阵类型的晶面间距表291

附录C　原子散射因子表292

附录D　各种点阵的结构因数Fhkl不为零的条件294

附录E　立方系晶面间夹角295

附录F　常见晶体标准电子衍射花样299

附录G　立方和六方晶体可能出现的反射303

附录H　不同c/a比值下，四方晶系边长比（r1/r2）和夹角（φ）表（部分）305

附录I　不同c/a比值下，六方晶系边长比（r1/r2）和夹角（φ）表（部分）306

附录J　常见倒易面的零阶和高阶劳厄带斑点重叠图307

附录K　特征X射线的波长和能量表315

参考文献318