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关于透射电镜你了解多少？

2023-04-24

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一、TEM透射电镜基本原理

透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope, 简称TEM），是一种把经加速和聚集的电子束透射到非常薄的样品上，电子与样品中的原子碰撞而改变方向，从而产生立体角散射。散射角的大小与样品的密度、厚度等相关，因此可以形成明暗不同的影像，影像在放大、聚焦后在成像器件（如荧光屏，胶片以及感光耦合组件）上显示出来的显微镜。

电子束与样品之间的相互作用图

二、TEM透射电镜系统组件

TEM系统由以下几部分组成：

· 电子枪：发射电子。由阴极，栅极和阳极组成。阴极管发射的电子通过栅极上的小孔形成射线束，经阳极电压加速后射向聚光镜，起到对电子束加速和加压的作用。
· 聚光镜：将电子束聚集得到平行光源。
· 样品杆：装载需观察的样品。
· 物镜：聚焦成像，一次放大。
· 中间镜：二次放大，并控制成像模式（图像模式或者电子衍射模式）。
· 投影镜：三次放大。
· 荧光屏：将电子信号转化为可见光，供操作者观察。

· CCD相机：电荷耦合元件，将光学影像转化为数字信号。

三、TEM透射电镜样品制备

制样要求：

在材料科学的研究中，TEM样品制备在电子显微学研究工作，起着至关重要的作用，是非常精细的技术工作。要想得到好的TEM结果,首先要制备出好的薄膜样品，TEM样品制备在电子显微学研究中起着非常重要的作用。传统的常规制备方法很多，例如:化学减薄、电解双喷、解理、超薄切片、粉碎研磨、FIB聚焦离子束机械减薄、离子减薄，这些方法都能制备出较好的薄膜样品。

目前新材料的发展日新月异，给样品制备提出了更高的要求。样品制备的发展方向应该是制备时间更短，电子穿透面积更大，薄区的厚度更薄，高度局域减薄。

TEM样品类型：

·块状:用于普通微结构研究

·平面:用于薄膜和表面附近微结构研究

·横截面样品:均匀薄膜和界面的微结构研究

·小块物体:粉末、纤维、纳米量级的材料

四、TEM透射电镜应用

透射电子显微镜在材料科学、生物学上应用较多。由于电子易散射或被物体吸收，故穿透力低，样品的密度、厚度等都会影响到最后的成像质量，必须制备更薄的超薄切片，通常为50～100纳米。所以用透射电子显微镜观察时的样品需要处理得很薄。常用的方法有：超薄切片法、冷冻超薄切片法、冷冻蚀刻法、冷冻断裂法等。对于液体样品，通常是挂预处理过的铜网上进行观察。

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