透射電鏡具有非常高的空間分辨率，可以在不同尺度上觀測(cè)和分析材料的微結(jié)構(gòu)特征，已成為材料微結(jié)構(gòu)研究的重要分析儀器。利用透射電鏡觀察材料微結(jié)構(gòu)時(shí)有多種成像方式，如透射成像、掃描透射成像、洛倫茲成像和全息成像等模式。

透射電鏡襯度是什么

　　透射電鏡電子束穿過元素分布不均勻的區(qū)域或者復(fù)合樣品的不同材料區(qū)域時(shí)，透射電子波振幅會(huì)發(fā)生非常明顯的改變，使得這些區(qū)域在顯微圖像中產(chǎn)生與周圍區(qū)域明顯不同的亮度差異，這種不同區(qū)域間亮度的差異被稱為透射電鏡襯度。圖像不同區(qū)域亮度差異越大，襯度就越強(qiáng)。

　　一般情況下，透射電鏡顯微像襯度變化的越多，它所反應(yīng)出來的材料微結(jié)構(gòu)信息就越多。利用不同成像方式得到的顯微圖像的襯度分布也有明顯的差異，所以在表征材料微結(jié)構(gòu)時(shí)，需要根據(jù)材料的特點(diǎn)和研究?jī)?nèi)容的不同，可以采用某一種成像方式或分別用幾種不同的成像方式得到顯微結(jié)構(gòu)像。

　　利用不同成像方式獲得的透射電鏡顯微像所顯示的微結(jié)構(gòu)特征有明顯差異，能夠在在不同空間分辨率尺度上和不同角度全面揭示材料結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，更利于準(zhǔn)確評(píng)價(jià)材料的形貌和微結(jié)構(gòu)。通常在低放大倍數(shù)下觀察大視場(chǎng)的材料微結(jié)構(gòu)時(shí)shou選透射成像方式，這種成像方式得到的透射電鏡襯度都源于不同樣品區(qū)域的透射電子波振幅的變化，透射電子波振幅形成的襯度有兩種機(jī)制，分別稱為質(zhì)厚襯度和衍射襯度。

透射電鏡襯度形成原理

　　由透射電鏡電子槍發(fā)出的高能電子束可看成是由點(diǎn)光源發(fā)出的球面波，在樣品中傳播時(shí)與物質(zhì)發(fā)生相互作用，因此穿過樣品的透射電子波中攜帶大量樣品組成物質(zhì)的信息，構(gòu)成了透射電子顯微學(xué)方法分析材料微結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。利用透射電子顯微學(xué)方法表征材料微結(jié)構(gòu)時(shí)正是基于圖像中不同區(qū)域亮度差異(襯度)及其變化來解讀微結(jié)構(gòu)特征的，但是透射電鏡電子顯微圖像襯度的形成則完全由成像機(jī)理決定，也就是說，如果產(chǎn)生襯度的機(jī)理不同，同一樣品區(qū)域的襯度可能發(fā)生很多變化，甚至顯示出完全不同的襯度。則為電子波的相位。

　　透射電鏡顯微像的亮度變化既與出射電子波的振幅有關(guān)，也與出射電子波的相位有關(guān)，所以，透射電鏡顯微像中的亮暗分布既可由出射電子波振幅的變化引起，也可由出射電子波相位的變化引起，或者由振幅和相位共同作用引起。其中振幅引起像的亮暗分布變化稱為振幅襯度，相位引起像的亮暗分布變化稱為相位襯度。因此透射電鏡成像襯度只有振幅襯度和相位襯度兩種，可以分別得到以振幅襯度為主的顯微電子像和以相位襯度為主的高分辨像。

　　當(dāng)高能電子束穿過樣品時(shí)，通常電子波的振幅和相位都會(huì)相應(yīng)的發(fā)生變化，但能夠引起出射電子波振幅變化的原因與引起電子波相位變化的因素不同，由于樣品中原子對(duì)電子的散射作用非常強(qiáng)烈，當(dāng)電子束穿過樣品時(shí)，整個(gè)散射過程比較復(fù)雜，既有彈性散射，同時(shí)也有非彈性散射。

　　彈性散射和非彈性散射是兩種完全不同的散射過程，因?yàn)閺椥陨⑸涞碾娮硬粨p失能，只是改變電子傳播的方向，而非彈性散射的電子束不但能改變傳播方向，同時(shí)電子還損失能量。使入射電子損失能量的非彈性散射過程有很多種，如聲子激發(fā)、等離子激發(fā)、自由電子激發(fā)和內(nèi)殼層電子激發(fā)等。

　　由于彈性散射和非彈性總是相伴發(fā)生的，所以無論先發(fā)生彈性散射，還是先發(fā)生非彈性散射，被散射的電子在隨后的散射中還會(huì)繼續(xù)發(fā)生上述兩種散射過程。由于彈性散射電子和非彈性散射電子攜帶的材料微結(jié)構(gòu)信息不同，在形成材料的透射電鏡電子顯微圖像時(shí)它們對(duì)產(chǎn)生襯度的貢獻(xiàn)也不一樣，因此透射電鏡襯度與入射電子束在材料中的各種散射過程密切相關(guān)。

　　鑒于入射電子束在穿過材料時(shí)發(fā)生彈性散射和非彈性散射對(duì)圖像襯度的產(chǎn)生有非常明顯的影響，控制入射電子束在材料中的彈性散射過程就可以來得到不同振幅襯度的電子顯微圖像。