第1章 透射电子显微镜的基本结构和操作

1.1 电磁透镜的基本原理

1.2 透镜的像差

1.2.1 球差

1.2.2 色差

1.2.3 像散

1.2.4 衍射差

1.3 显微镜的分辨率

1.3.1 显微镜的极限分辨率

1.3.2 实际分辨率

1.4 透射电镜的基本结构

1.4.1 照明系统

1.4.2 成像系统

1.4.3 试样台

1.4.4 照相记录系统

1.5 透射电镜的主要工作模式

1.5.1 放大成像模式

1.5.2 电子衍射模式

1.5.3 明场像和暗场像

1.5.4 点阵像（晶格像）

1.6 实验内容

1.7 透射电镜的各功能键以及合轴调整技巧

1.7.1 JEOL JEM-2010透射电镜主要功能钮简介

1.7.2 JEOL JEM-2010透射电镜的合轴调整

1.7.3 Tecnai G2 F-20或F-30透射电镜主要功能钮简介

1.7.4 Tecnai G2 F-20或F-30透射电镜的合轴调整

练习题

参考文献

第2章 透射电镜放大像的观察与记录

2.1 透射电子显微像的衬度

2.1.1 衬度的概念

2.1.2 复型试样和非晶试样的放大像观察与记录

2.1.3 晶体试样衍衬像的观察与记录

2.1.4 晶体缺陷衍衬像简介

2.2 TEM的高分辨像观察与记录

2.2.1 晶格像的原理

2.2.2 晶格像的观察

2.3 TEM高分辨像的傅里叶变换

2.3.1 傅里叶变换简介

2.3.2 TEM高分辨像的傅里叶变换

2.3.3 环形滤波工具在傅里叶变换中的应用

2.3.4 孪生滤波在傅里叶变换中的作用

2.4 薄膜试样厚度的测定

2.4.1 消光轮廓法

2.4.2 迹线法

2.4.3 污染斑点法

练习题

参考文献

第3章 扫描电镜的基本原理与实验方法

3.1 扫描电镜工作原理

3.1.1 扫描电镜的基本结构

3.1.2 扫描电镜的工作原理

3.2 扫描电镜工作条件的选择

3.2.1 影响SEM成像品质的主要参数

3.2.2 入射电子束尺寸和束流

3.2.3 加速电压

3.2.4 放大倍率

3.2.5 工作距离与物镜光阑的选择

3.3 扫描电镜的图像观察

3.3.1 扫描电镜的成像方式

3.3.2 SEM像的衬度来源

3.3.3 背散射电子像

3.3.4 二次电子像

3.4 扫描电镜的基本操作

3.4.1 SEM仪器的启动

3.4.2 电子光学系统的合轴调整

3.4.3 试样交换

3.4.4 扫描电镜的图像观察与记录

3.4.5 中断使用及关机

练习题

参考文献

第4章 扫描透射电镜的原理及应用

4.1 STEM的基本原理

4.2 STEM像的形成原理

4.2.1 STEM的成像方式

4.2.2 STEM像的放大倍数

4.3 STEM像的分辨率

4.4 STEM像的衬度

4.4.1 STEM和TEM像的比较

4.4.2 STEM的质量厚度衬度像

4.4.3 STEM的衍射衬度像

4.4.4 STEM的Z衬度像

4.5 STEM的衍射

4.5.1 扫描透射衍射

4.5.2 衍射的相机常数

4.5.3 锥形扫描衍射

4.6 会聚角和接收角的控制

4.6.1 探测器接收角βs的控制

4.6.2 STEM入射束会聚角2αs的控制

4.6.3 入射束会聚角αs和探测器接收角βs的测定

4.7 STEM像的观察与记录

4.7.1 薄试样的STEM明场像

4.7.2 薄试样的STEM暗场像

4.7.3 STEM的高角环形暗场像

4.8 STEM的X射线能谱分析

4.8.1 STEM的X射线能谱采集

4.8.2 STEM的EDS分析操作

练习题

参考文献

第5章 TEM的选区电子衍射法

5.1 基本原理

5.2 适用的试样

5.3 仪器准备

5.3.1 实验所需仪器设备

5.3.2 透射电镜的工作条件

5.4 电子衍射花样的获得

5.4.1 操作步骤

5.4.2 确认并记录衍射花样

5.5 做好选区电子衍射分析的关键

5.5.1 电子光学系统的最佳匹配

5.5.2 衍射花样与试样选区的对应性

练习题

参考文献

第6章 多晶试样衍射花样的分析和相机常数测定

6.1 多晶试样的电子衍射花样

6.2 多晶衍射花样的指数标定

6.2.1 已知试样的多晶衍射花样分析步骤

6.2.2 未知晶体试样衍射花样的分析

6.2.3 立方晶系衍射花样的指数标定

6.3 测量精度的影响

6.4 电子衍射相机常数的测定

6.4.1 参考物质

6.4.2 实验步骤

6.5 不确定度分析

练习题

参考文献

第7章 单晶斑点衍射花样及其分析

7.1 原理

7.2 获得试样的三维倒易空间信息

7.2.1 试样倾转法

7.2.2 多体法

7.3 适用的试样

7.4 实验步骤

7.4.1 获取单晶衍射花样

7.4.2 操作提示

7.4.3 已知试样结构的衍射花样指数标定

7.4.4 未知试样晶体结构的分析

7.5 不确定度分析

练习题

参考文献

第8章 菊池花样的分析与应用

8.1 菊池花样的特征

8.2 菊池线的指数标定

8.3 晶体的倾转

8.3.1 晶体取向的倾转方法

8.3.2 双束条件的获得和偏离矢量s的测定

8.4 晶体方位的精确测定

8.5 测定衍射相机常数

练习题

参考文献

第9章 晶体学分析

9.1 晶体投影和极图

9.1.1 晶体投影原理

9.1.2 标准极图的获得

9.1.3 极射赤面投影的操作方法

9.2 像转角的测定

9.2.1 标准样品

9.2.2 实验测定方法

9.3 晶体方向的测定

9.3.1 前言

9.3.2 试样要求

9.3.3 TEM的工作条件

9.3.4 实验方法

9.3.5 实验数据的分析处理

9.3.6 晶体学指数的转换

9.3.7 测定结果的不确定度

9.4 晶体取向关系分析

9.4.1 取向关系及其表征方法

9.4.2 电子衍射花样的获得

9.4.3 取向关系分析

9.4.4 分析的不确定度

9.5 晶体缺陷分析

9.5.1 位错线方向和伯格斯矢量的测定

9.5.2 层错性质的判断

9.5.3 特征平面的分析（惯态面的测定）

练习题

参考文献

第10章 会聚束电子衍射

10.1 会聚束电子衍射的实验方法

10.1.1 原理

10.1.2 会聚束衍射花样的特征

10.1.3 用TEM／STEM获得CBED衍射花样的方法

10.1.4 大角会聚束衍射（LACBED）实验技术

10.2 入射束孔径角2αi的测定

10.2.1 入射束孔径角与衍射束布拉格角的关系

10.2.2 半孔径角αi的测定方法

10.3 HOLZ线的指数标定

10.4 点阵常数的测定

10.4.1 几何原理

10.4.2 实验测定方法

10.5 位错伯格斯矢量的CBED测定

10.5.1 原理

10.5.2 试验方法

10.5.3 分析计算

10.6 薄晶体试样厚度和消光距离的会聚束衍射测定

10.6.1 原理

10.6.2 实验方法与步骤

10.6.3 实验报告格式示例

练习题

参考文献

第11章 晶体点群的会聚束衍射测定

11.1 晶体的对称性

11.1.1 点对称操作

11.1.2 点群

11.2 衍射群

11.2.1 相关术语

11.2.2 衍射群的对称性

11.2.3 衍射群和晶体点群的关系

11.2.4 衍射群的图像表示

11.3 点群的CBED测定方法

11.3.1 会聚束衍射花样的获得

11.3.2 晶体点群的确定

练习题

参考文献

第12章 电子背散射衍射分析与取向成像方法

12.1 引言

12.2 EBSD分析的基本原理

12.3 仪器设备

12.3.1 主要装置

12.3.2 EBSD分析的分辨率

12.3.3 透射菊池衍射技术

12.4 实验条件的选择

12.5 适用的试样

12.6 EBSD的数据采集

12.6.1 菊池花样的指数自动标定

12.6.2 物相鉴别

12.6.3 取向成像图

12.6.4 晶粒尺寸和晶界表征

12.6.5 织构（texture）

12.7 实验操作步骤

12.8 EBSD测定的不确定度

12.8.1 影响不确定度的因素

12.8.2 绝对取向的不确定度

12.8.3 相对取向的测定

12.9 分析结果报告

练习题

参考文献

第13章 X射线能谱微区化学分析的基本原理及定性分析

13.1 X射线的发射与特征

13.1.1 特征X射线的发射

13.1.2 荧光产额ωk

13.1.3 特征X射线的发射强度

13.1.4 连续谱X射线或韧致辐射

13.1.5 X射线谱峰的峰背比

13.2 X射线在试样中的吸收和荧光效应

13.2.1 X射线与试样的相互作用

13.2.2 质量衰减系数

13.2.3 X射线分析的空间分辨率

13.3 X射线的检测

13.3.1 波谱法

13.3.2 能谱法

13.4 能谱分析的设备及实验条件

13.4.1 仪器准备

13.4.2 实验参数的选择

13.5 定性分析

13.5.1 定性分析的任务

13.5.2 采集能谱

13.5.3 EDS谱主要峰的鉴别

13.5.4 重叠峰

13.5.5 弱小峰的识别

13.5.6 剔除硅逃逸峰

13.5.7 和峰

13.5.8 杂散辐射

13.6 元素的线分布和面分布图

练习题

参考文献

第14章 块状试样的X射线能谱定量分析

14.1 定量分析原理

14.2 标样的选择与使用

14.3 定量分析的实验条件

14.3.1 试样准备

14.3.2 扫描电镜的工作状态

14.3.3 能谱仪

14.3.4 采集能谱的计数时间

14.4 实验测定X射线的强度比

14.4.1 采集试样和标样的X射线能谱

14.4.2 鉴别谱峰

14.4.3 扣除背底

14.4.4 重叠峰的剥离

14.4.5 强度比（k比值）的获得

14.5 基体校正

14.5.1 原子序数校正因子Z

14.5.2 吸收校正因子A

14.5.3 特征荧光校正因子F

14.5.4 试样成分的计算

14.6 无标样分析法

14.6.1 特征X射线强度的计算

14.6.2 配置标样的无标样方法

14.7 分析举例

14.8 分析的不确定度

练习题

参考文献

第15章 薄试样的X射线能谱分析

15.1 分析原理

15.1.1 薄膜的特征X射线强度

15.1.2 比例法

15.1.3 薄标样分析ζ因子法

15.1.4 无标样分析法

15.2 薄膜分析的判据

15.3 吸收与荧光校正

15.3.1 吸收校正

15.3.2 荧光校正

15.4 分析的统计误差

15.5 KAB因子的测定

15.5.1 标样的选择

15.5.2 实验测定KAB因子

15.6 薄试样能谱分析的空间分辨率

15.7 薄试样X射线能谱分析的灵敏度

15.8 薄试样X射线能谱分析的实验技术

15.8.1 仪器设备

15.8.2 试样台

15.8.3 试样

15.8.4 实验条件的选择

15.8.5 X射线能谱的采集方式

15.8.6 实验步骤

15.9 X射线能谱的定性分析

15.10 X射线能谱的定量分析

15.10.1 定量分析的基本步骤

15.10.2 扣除背底

15.10.3 重叠峰剥离

15.10.4 计算特征峰强度

15.10.5 确定比例因子KAB

15.10.6 初步计算试样化学成分

15.10.7 薄膜条件的判定

15.10.8 吸收校正和荧光校正

15.10.9 不确定度评估

练习题

参考文献

第16章 电镜试样的制备

16.1 透射电镜试样的制备方法

16.1.1 自支撑试样的制备

16.1.2 复型试样的制备

16.1.3 薄膜试样的制备

16.1.4 超薄切片试样的制备

16.1.5 聚焦离子束（FIB）试样的制备

16.1.6 解理法制备试样

16.2 扫描电镜试样的制备方法

16.3 制样操作的注意事项

练习题

参考文献

附录1 电子的波长表

附录2 几种电子枪的参数

附录3 原子对电子的散射因子

附录4 立方晶系的指数平方根比

附录5 晶体的晶面间距公式

附录6 BCC、FCC和HCP结构的单晶体斑点衍射花样

附录7 晶体的晶面夹角及晶向夹角公式

附录8 BCC、FCC和HCP单晶体的菊池图

A.8.1 FCC晶体的菊池图

A.8.2 BCC晶体的菊池图

A.8.3 HCP晶体的菊池图

附录9 标准极图

附录10 晶体的指数变换公式

附录11 元素的特征X射线能量及吸收边能量表

索引