透射电镜基本操作

扫描、透射电镜在材料科学中的应用

摘要：在科学技术快速发展的今天，人们不断需要从更高的微观层次观察、认识

周围的物质世界，电子显微镜的发明解决了这个问题。电子显微镜可分为扫描电

了显微镜简称扫描电镜(SEM)和透射电子显微镜简称透射电镜(TEM)两大类。

本文主要介绍扫描、透射电镜工作原理、结构特点及其发展，阐述了其在材料科

学领域中的应用。1扫描电镜的工作原理

扫描电子显微镜的制造依据是电子与物质的相互作用。扫描电镜从原理上讲

就是利用聚焦得非常细的高能电子束在试样上扫描，激发出各种物理信息。通过

对这些信息的接受、放大和显示成像，获得测试试样表面形貌的观察。

电子束和固体样品表面作用时的物理现象：当一束极细的高能入射电子轰击

扫描样品表面时，被激发的区域将产生二次电子、俄歇电子、特征X射线和连

续谱X射线、背散射电子、透射电子，以及在可见、紫外、红外光区域产生的

电磁辐射。同时可产生电子-空穴对、晶格振动（声子)、电子振荡（等离子体）。

由电子枪发射的电子，以其交叉斑作为电子源，经二级聚光镜及物镜的缩小

形成能谱仪可以获得且具有一定能量、一定束流强度和束斑直径的微细电子束，

在扫描线圈驱动下，于试样表面作栅网式扫描。聚焦电子束与试样相互作，产生

二次电子发射（以及其它物理信号）。二次电子信号被探测器收集转换成电讯号，

经视频放大后输入到显像管栅极，调制与入射电子束同步扫描的显像管亮度，则

可以得到反映试样表面形貌的二次电子像[1]。2扫描电镜的构成

主要包括以下几个部分：1.电子枪——产生和加速电子。由灯丝系统和加速管两部分组成

2.照明系统——聚集电子使之成为一定强度的电子束。由两级聚光镜组合而成。

3.样品室——样品台，交换，倾斜和移动样品的装置。

4.成像系统——像的形成和放大。由物镜、中间镜和投影镜组成的三级放大系统。

调节物镜电流可改变样品成像的离焦量。调节中间镜电流可以改变整个系统的放

大倍数。5.观察室——观察像的空间，由荧光屏组成。

透射电镜生物样品取材基本要求

1. 取材准备

1） 试剂 所需2.5%戊二醛、0.1M PH7.35的磷酸盐缓冲液，注明配制日期及启用日

期，置于4摄氏度冰箱预冷（2.5%戊二醛预冷至少1小时以上；磷酸盐缓冲液不宜

长时间预冷，容易结晶）。

2） 仪器与器材 锋利刀片（手术刀片或飞鹰双面刀片）、镊子、低温操作台、1.5mlEP

管、培养皿（或者硬纸卡，盛戊二醛用）、注射器（植物组织用）、冷冻离心机（细

菌、细胞、藻类等需要离心的样品使用）

2. 取材要求

1） 快

取材动作要迅速，材料离体后1min钟内必须进入戊二醛固定液，使组织、细胞尽

可能保持原来生活状态，解剖器械要用锋利的刀片（新的手术刀片或飞鹰双面刀片）

划切，避免牵拉或挤压，尽量减少取材中的机械损伤。（动物处死后5min内完成此

步骤，时间越短越好！）

2） 准

取材要准确 ①器官要准确；

②部位要准确：如观察肾脏肾小球或脑神经元需取皮质而不要取髓质，

观察胰岛尽量取胰尾。

③胃肠道、皮肤、角膜、视网膜、耳蜗、骨骼肌等要注意方向性（横切

或纵切），取材成条状（0.5mm×1mm×3mm），确保要观察的部位在较长的切面上。 3） 冷

取材过程应在0~4摄氏度的操作台上操作（或者是冰上操作，但要注意切勿使组

织直接接触或贴近冰面，需要以操作面板隔离，以免操作时间过长而造成组织结冰出现冰晶损伤），所有器械、容器、2.5%戊二醛、PBS需4℃预冷足够长的时间。

4） 小

不定位组织大小为1mm×1mm×1mm（尽可能小，可以更小为0.5mm×0.5mm×

1mm，越薄越好），如肝、肺、脾等不需要看特定结构的非定位器官组织；定位组

织如神经、骨骼肌、肾、脑、肠、血管、胰岛等组织取材大小为0.5mm×1mm×3mm

的长条状（越薄越好）。

生物器官组织取材

1. 浸入固定 麻醉（1%戊巴比妥钠铵5ml/kg体重腹腔注射）或断头急性处死，解剖出所需

器官，用解剖刀（锋利刀片）取一小块组织，立即（越快越好，1~3min完成此操作）放

第５卷第３期　实验科学与技术　・３９・　

日立Ｈ一７６５０透射电镜的快速调整与操作’　

孔祥林”　

（贵阳医学院电镜室，贵阳５５０００４）　

摘要：现代透射电镜是电镜与计算机结合的产物，由于计算机软件程序对电镜操作的控制，使透射电镜运行的复杂过程简　单一键开机、光轴调整、样品观察到三个步骤。Ｈ一７６５０的样品台和成像部分，安装了三维马达驱动和ＣＣＤ，掌握好Ｈ一　７６５０的操作要点，该透射电镜的多项机械和电子光学参数调整，都．－ｑ－￣在瞬间自动或手动完成。　关键词：Ｈ一７６５０透射电镜；快速调整；操作　中图分类号：ＴＨ７４２・９　文献标识码：Ｂ　文章编号：１６７２—４５５０【２００７）０３—００３９—０３　

Ｑｕｉｃｋ——ａｄｊｕｓｔｉｎｇ　ａｎｄ　Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍＴＡｃｍ　Ｈ——７６５０　

Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ　

ＫＯＮＧ　Ｘｉａｎｇ－ｌｉｎ　

（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｇｕｉｚｈｏｕ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，Ｇｕｉｙａｎｇ　Ｍｅｄｉｅｏａｌ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｇｕｉｙａｎｇ　５５０００４，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｌｌｅ　ｍｏｄｅｍ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（ＴＥＭ）ｉｓ　ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｌｅｃｔｒｏｎ　ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ　ａｎｄ　ｃｏｍｐｕｔ・　ｅｒ．Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　ｂｙ　ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ｓｏｆｔｗａｒｅ．ｔｈｅ　ｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｉ’ＥＭ　ｉｓ　ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ　ｉｎｔｏ　ｔｈｒｅｅ　ｓｔａｇｅｓ：１．ｐｏｗｅｒ　ｏｎ、ｒｉａ　ｓｉｎｇＩｅ　ｋｅｙ；　２．ｐｌａｉｎ　ｓｈａｆｔ　ａｄｉｕｓｔｍｅｎｔ　ａｎｄ　３．ｓａｍｐｌｅ　ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｓａｍｐｌｅ　ｐｌａｔｆｏｒｍ　ａｎｄ　ｉｍａｇｉｎｇ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｈ一７６５０　ａｒｅ　ｉｎｓｔａＪｌｅｄ　ｔｈ　ｔｈｒｅｅ　ｄｉ－　ｍｅｎｓｉｏｎａｌ（３Ｄ）ｍｏｔｏｒ　ｄｒｉｖｅａｎｄ　ＣＣＤ．Ｗｉｔｈ　ａ　ｓｋｉⅢｍ　ｇｒａｓｐ　ｏｆｔｈｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆＨ一７６５０，ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆｔｈｅｍｕｈｉ—ｍｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄ　ｅ－　ｌｅｃｔｒｏｎ　ｏｐｔｉｃｓ　ｐａｒａｍｅｔｅｒ　ａａｊｕｓｔｍｅｎｔ　ｏｆ　ＴＥＭ　ｃａｎ　ｂｅ　ａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙ　ｏｒ　ｍａｎｕａｌｌｙ　ｆｉｎｉｓｈｅｄ　ｗｉｔｈｉｎ　ｓｅｃｏｎｄｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｈ一７６５０　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｅｌｅｃｔｒｏｎ　ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ；ｑｕｉｃｋ—ａｄｊｕｓｔｉｎｇ；ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　

TEM电镜实验报告

tem实验报告

学院：材料科学与工程学院班级：材型1202

学生：刘玉蒙学号： 201214020213 时间： 2015年 7月

实验报告

一、实验目的与任务

1. 初步了解透射电镜操作过程。

2.初步掌握样品的制样方法。

3.学会分析典型组织图像。

二、透射电镜的结构与原理

透射电镜以波长极短的电子束作为光源，电子束经由聚光镜系统的电磁透镜将其聚焦成

一束近似平行的光线穿透样品，再经成像系统的电磁透镜成像和放大，然后电子束投射到主

镜简最下方的荧光屏上而形成所观察的图像。在材料科学研究领域，透射电镜主要可用于材

料微区的组织形貌观察、晶体缺陷分析和晶体结构测定。

透射电子显微镜按加速电压分类，通常可分为常规电镜(100kv)、高压电镜(300kv)和超

高压电镜(500kv以上)。提高加速电压，可缩短入射电子的波长。一方面有利于提高电镜的

分辨率；同时又可以提高对试样的穿透能力，这不仅可以放宽对试样减薄的要求，而且厚试

样与近二维状态的薄试样相比，更接近三维的实际情况。就当前各研究领域使用的透射电镜

来看，其主要三个性能指标大致如下：加速电压：80～3000kv

分辨率：点分辨率为0.2～0.35nm、线分辨率为0.1～0.2nm 最高放大倍数：30～100万

倍 尽管近年来商品电镜的型号繁多，高性能多用途的透射电镜不断出现，但总体说来，透

射电镜一般由电子光学系统、真空系统、电源及控制系统三大部分组成。此外，还包括一些

附加的仪器和部件、软件等。有关的透射电镜的工作原理可参照教材，并结合本实验室的透

射电镜，根据具体情况进行介绍和讲解。以下仅对透射电镜的基本结构作简单介绍。

1．电子光学系统

电子光学系统通常又称为镜筒，是电镜的最基本组成部分，是用于提供照明、成像、显

像和记录的装置。整个镜筒自上而下顺序排列着电子枪、双聚光镜、样品室、物镜、中间镜、

投影镜、观察室、荧光屏及照相室等。通常又把电子光学系统分为照明、成像和观察记录部