3.1　高分辨电子显微像的形成^［12-14］

HRTEM的电子光学成像过程可以用物理光学的阿贝成像原理（Abbe imaging principle）进行描述。如图3.1所示，入射电子束（单位强度的平面波）经试样调制后发生夫琅禾费衍射（Fraunhofer diffraction），在物镜背焦面上形成携带晶体结构信息的衍射花样；根据惠更斯-菲涅尔原理（Huygens-Fresnel principle），这些衍射花样可以视为相干次波源，透射束和至少一束衍射束发出的球面次波在像平面上发生干涉叠加并形成反映晶体点阵周期性的晶格像。这种像衬度的形成是透射束和衍射束相位相干的结果，因此称为相位衬度。值得注意的是由于成像条件的原因，大部分高分辨像无法准确地显示轻重原子列的位置，只能反映出晶体的平移周期性。只有在特定的条件下，高分辨像的衬度与试样结构之间才具有一一对应关系，此时称之为高分辨结构像。

图3.1　高分辨电子显微成像过程光路示意图

由图3.1可见，HRTEM像的形成大致可以分为三个过程：①试样对入射电子的散射；②电子波的衍射；③高分辨电子显微像的形成。