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透射电镜基本操作PPT课件

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《TEM操作培训》课件

《TEM操作培训》课件

04 TEM操作注意事项
CHAPTER
安全注意事项
确保操作区域安全
01
在操作TEM（透射电子显微镜）时，应确保操作区域没有障碍
物，避免人员和物品与设备发生碰撞。
遵守安全操作规程
02
在进行TEM操作前，应仔细阅读并遵守设备的安全操作规程，
确保正确使用设备。
避免高电压和高电流
03
在操作过程中，应避免高电压和高电流对人员和设备造成伤害
数据存储与备份
及时存储数据
在观察和记录TEM图像时，应及时将数据存储在稳定的存储介 质上，如硬盘或云端存储。
定期备份数据
为防止数据丢失，应定期备份存储的数据，并确保备份数据的可 读性和可用性。
加密存储和备份数据
为了保护数据的机密性和完整性，应对存储和备份的数据进行加 密处理，以确保数据的安全性。
05 实践操作与案例分析
，特别是在调节电压和电流时。
设备维护与保养
定期检查设备状态
在使用TEM后，应定期检查设备 的状态，包括电子显微镜的镜头
、真空系统和照明系统等。
清洁设备表面
应定期清洁设备的表面，保持设备 的清洁度，避免灰尘和污垢对设备 造成损害。
定期更换消耗品
在操作过程中，某些部件会逐渐磨 损或消耗，如灯丝和真空过滤器等 ，应定期更换以确保设备的正常运 行。
样品制备方法
总结词
样品的制备是TEM操作中的关键步骤，直接影响观察结果的准确性和可靠性。
详细描述
样品制备是TEM操作中的重要环节，需要采用一系列精细的制样技术。这包括将样品切成薄片、进行 减薄处理、以及在特定环境中进行保护和固定等步骤。制备良好的样品能够提供更清晰、更准确的观 察结果，并有助于提高实验的可重复性。

《透射电子显微镜》课件

《透射电子显微镜》课件
光阑
限制照明区域，减小成像的视场，提高成像的分辨率 。
光路调节器
调节光路中的光束方向和大小，确保光束正确投射到 样品上。
成像系统
Hale Waihona Puke 物镜将样品上的图像第一次放 大并投影到中间镜上。
中间镜
将物镜放大的图像进一步 放大并投影到投影镜上。
投影镜
将中间镜放大的图像最终 放大并投影到荧光屏或成
像设备上。
真空系统
谢谢您的聆听
THANKS
透射电子显微镜技术不断改进，分辨率和放大倍数得到显著提 高。
透射电子显微镜技术不断创新，出现了许多新型的透射电子显 微镜，如高分辨透射电子显微镜、冷冻透射电子显微镜等。
透射电子显微镜的应用领域
生物学
观察细胞、蛋白质、核酸等生物大分子的 结构和功能。
医学
研究病毒、细菌、癌症等疾病的发生、发 展和治疗。
真空泵
01
通过抽气作用维持透射电子显微镜内部的高真空状态。
真空阀门
02
控制真空泵的工作时间和进气流量，以保持透射电子显微镜内
部真空度的稳定。
真空检测器
03
监测透射电子显微镜内部的真空度，当真空度不足时提醒操作
人员进行处理。
03
透射电子显微镜的操作与维护
透射电子显微镜的操作步骤
打开电源
确保实验室电源稳定，打开透射电子显微镜 的电源开关。
记录
对透射电子显微镜的使用和维护情况进行 记录，方便日后追踪和管理。
04
透射电子显微镜的样品制备技术
金属样品的制备技术
电解抛光
通过电解抛光液对金属样品进行抛光 ，去除表面杂质和氧化层，使样品表 面光滑、平整。
离子减薄

透射电镜讲义PPT课件

透射电镜讲义PPT课件

子在靶物质粒子场中受力而发
生偏转。可采用散射截面的模
型处理散射问题，即设想在靶
物质中每一个散射元(一个电子
eZ
或原子核)周围有一个面积为σ
的圆盘，圆盘面垂直于入射电
子束，并且每个入射电子射中
一个圆盘就发生偏转而离开原
入射方向；未射中圆盘的电子
则不受影响直接通过。
散射截面的大小
按Rutherford模型，当入射电子经过原子核附近时，
透射电镜讲义
透镜分辨率
• 指显微镜能分辨的样品上两点间的最小距离
•
光学透镜分辨率的公式：
r0
0.61 n sin
式中：λ是照明束波长，α是透镜孔径半角，n 是物方介质
折射率，n·sinα或N·A称为数值孔径。
• 对于光学透镜，当n•sinα做到最大时(n≈1.5，α≈70-75°)
r0 2
• 波长是透镜分辨率大小的决定因素。 透镜的分辨本领主要取决于照明束波长λ。半波长是光学显
图为日立公司H800透射电子显微镜(镜筒)
高压系统
真空系统
操作控制系统
观察和记录系统
工作原理
透射电镜，通常采用热阴极 电子枪来获得电子束作为照明源。
热阴极发射的电子，在阳极加 速电压的作用下，高速穿过阳极 孔，然后被聚光镜会聚成具有一 定直径的束斑照到样品上。
具有一定能量的电子束与样品 发生作用，产生反映样品微区厚 度、平均原子序数、晶体结构或 位向差别的多种信息。
• 原来的物点是一个几何 点，由于球差的影响现在 变成了半径为ΔrS的漫散 圆斑。我们用ΔrS表示球 差大小，计算公式为：
•
rS
1 4
C
s
3
Cs：球差系数

《透射电镜原理》课件

《透射电镜原理》课件
透射电镜的图像具有高分辨率， 能够清晰地展示样品的细节和结
构。
立体感强
透射电镜的图像具有很强的立体感 ，能够呈现出样品的层次感和深度 。
色彩丰富
透射电镜的图像可以通过不同的染 色技术呈现出丰富的色彩，增强视 觉效果。
透射电镜的图像解析步骤
图像获取
通过透射电镜获取样品的图像。
特征提取
从图像中提取出样品的主要特征，如细胞核 、细胞质等。
。
透射电镜的维护与保养
定期清洁透射电镜的镜筒和样品室，保持清洁度。 定期更换透射电镜的灯丝，保证电子源的正常工作。
检查透射电镜的真空系统和气体系统是否正常工作，确 保电子束传输畅通无阻。
定期进行校准和维护，确保透射电镜的各项参数准确性 和稳定性。
透射电镜的图像解
05
析
透射电镜的图像特点
高分辨率
复型样品制备
总结词
复型样品制备是为了保护原样品，将其复制成另一种材料并制成薄膜，以便在电镜中观察其微观结构 。
详细描述
复型样品制备通常采用硅橡胶、环氧树脂等材料作为基质，将原样品放置在基质中，经过聚合、固化 等步骤后，将原样品取出，留下一个与原样品相似的薄膜。制备过程中需要注意控制温度和压力，以 确保复型样品的准确性和稳定性。
冷冻样品制备
总结词
冷冻样品制备是为了保持生物样品的活 性和天然状态，将样品快速冷冻并制成 薄膜，以便在电镜中观察其微观结构。
VS
详细描述
冷冻样品制备通常采用液氮等低温介质将 生物样品迅速冷冻，然后将其转移到冷冻 切片机中进行切片。制备过程中需要严格 控制温度和切片的厚度，以确保样品的结 构和成分不受影响。同时，冷冻样品制备 还可以用于观察细胞内部的结构和动态过 程。

透射电镜课件-第一部分

透射电镜课件-第一部分

2、色差
由于入射电子波长（或能量）的非单一性
所造成的。波长短的偏转较少，聚焦在后，波
长长的偏转较大，聚焦在前。
色差示意图
由色差引起的最小的散焦斑相应的半径△rc
E c Cc E
Cc为色散系数，E / E 为电子束能量变化率。
Cc随磁场强度(激磁电流）增大而减少；
引起电子束能量（或波长）发生变化的主要因素：
布拉格条件时，它的衍射角θ很小，约为
10-2rad。而X射线产生衍射时，其衍射角 最大可接近π/2。 2、原子对电子的散射能力远高于它对X射线的 散射能力（约高出四个数量级），故电子 衍射束的强度较大，摄取衍射花样时暴光 时间仅需数秒钟。
3、电子在试样中的穿透能力有限，只能用于研
究微晶、表面和薄试样。
加速电压20、40、 60、80、100 、 120KV LaB6或W灯丝, 晶 格分辨率 2.04Å 点分辨率 3.4Å 最小电子束直径约 2nm； 倾转角度α=±20 度β=±25度
Philips CM12透射电镜
加速电压200KV LaB6灯丝 点分辨率 1.94Å
JEM-2010透射电镜
①电子枪加速电压的不稳定，引起照明电子束能量
或波长的波动；
②电子束照射样品物质时，将与样品原子的核外
电子发生非弹性散射，而引起能量的损失，一
O
平行于轴入射的电子经过电子透镜后，其运动 轨迹与轴相交于O点，该点为透镜的焦点。
电子在磁透镜中的运动轨迹
光学会聚镜
（2）磁透镜
磁透镜在电子显微镜中可作为会聚透镜和各种成像
透镜。 ①短磁透镜 磁场沿轴延伸的范围远小于焦距的透镜叫短磁 透镜。 对于短磁透镜，透镜的焦距f,物镜a和像距b：

透射电镜的基本原理ppt课件

透射电镜的基本原理ppt课件
38
透射电镜的基本原理
目前商品电镜的分辨本领可达到2 Å ，其有效放 大倍数为
（倍） 即100万倍。 这个倍数可以从电镜上直接得到，也可在摄制20
万倍的底片后再以光学放大5倍来获得。因此，标 示电镜性能的主要指标是分辨本领而不是放大倍 数。
39
(二)电子束的产生
透射电镜的基本原理
电子束是电镜的照明介质。目前大多数电 镜的电子束是由热阴极、控制极和阳极构 成的三极式电子枪产生，其示意图:
主要分为透射式电子显微镜(简称透射电镜， transmission electron microscope，TEM)和扫描 电子显微镜(简称扫描电镜，scanning electron microscope,SEM)两大类。
28
29
30
电子显微镜种类
扫描透射电子显微镜(简称扫描透射电镜，STEM)则兼有两 者的性能。
37
透射电镜的基本原理
要提高分辨本领，必须采用波长短的照明 源。电子显微镜的照明源波长约为0.05 Å ， 目前最好的电镜分辨本领已达1．4 Å ，比 光学显微镜提高了 1 000多倍。
---放大倍数是指物体经过仪器放大后的像 与物的大小之比。
不能增加图像细节的放大倍数称为空放大， 而与分辨本领相应的最高放大倍数称为有 效放大倍数，为眼的分辨本领与仪器的分 辨本领之比。
到1934年--电子显微镜的分辨率提高到50nm， 放大倍数达到1万倍。
。
18
电子显微镜的发展简史
1935年电子显微镜基本定型。 1939年德国西门子公司生产了世界上第一批作为商品的透
射式电子显微镜，分辨率优于10nm，放大倍数达到10万倍。 60年代---透射式电子显微镜的分辨率达到0.5nm。 70年代末--电子显微镜的点分辨率已优于0.3nm，晶格条

透射电镜教程PPT课件

• TEM由照明系统、成像系统、记录系统、真空系统和电器系统组成。
第5页/共35页
1. 电磁透镜
• 能使电子束聚焦的装置称为电子透镜（electron lens）
• • 电子透镜 • •
静电透镜 恒磁透镜
磁透镜 电磁透镜
第6页/共35页
（1）电磁透镜的结构
图9-3 电磁透镜结构示意图
第7页/共35页
• 动力学衍射 • 运动学衍射
第31页/共35页
一、运动学理论的基本假设
• 运动学理论是建立在运动学近似[即忽略各级衍射束(透射束为零级衍射束)之间的相互作 用]基础之上的用于讨论衍射波强度的一种简化理论。
• 其基本假设是： • ①入射电子在样品内只可能受到不多于一次的散射。 • ②入射电子波在样品内的传播过程中，强度的衰减可以忽略。即衍射波强度始终远小于
第33页/共35页
为进一步简化计算，采用两个近似处理方法：
• ①双束条件，即除直射束外只激发产生一个衍射束的成像条件。 由上述讨论可知，对薄晶体样品双束条件实际上是达不到的。实 践上只能获得近似的双束条件。因此，用于成像的衍射束应具有 较大的偏离参量，使其强度远小于直射束强度，以近似满足运动 学要求；另一方面该衍射束的强度应明显高于其它衍射束的强度， 以近似满足双束条件；
• TEM样品可分为间接样品和直接样品。
• 要求： • （1）供TEM分析的样品必须对电子束是透明的，通常样品观察区域的厚度以控制在约
100~200nm为宜。 • （2）所制得的样品还必须具有代表性以真实反映所分析材料的某些特征。因此，样品
制备时不可影响这些特征，如已产生影响则必须知道影响的方式和程度。
且当选用的衍射束所对应的倒易点足够偏离厄瓦尔德球面时， 其附近的某个或某些倒易点又将靠近厄瓦尔德球面； • 另一方面，随着样品厚度的减小，倒易杆拉长，更容易产生较 强的衍射，而且样品越薄则越难完全代表大块材料的性质，所 以衍衬分析时样品通常不应制得太薄。可见，用运动学理论解 释衍衬在大多数情况下都是近似的。

透射电镜教程PPT课件


图9-19 衍射衬度成像光路图
第四节 电子衍射运动学理论
透射电镜衍射衬度是由样品底表面不同部位的衍射束强度存在差异而 造成的。要深入理解和正确解释透射电镜衍衬像的衬度特征，就需要 对衍射束的强度进行计算。
动力学衍射 运动学衍射
为满足上述基本假设，在实践上可通过以下两条途径实现：
一、成像操作
图9-17 成像操作光路图 （a）明场像 (b)暗场像 (c)中心暗场像
二、像衬度
像衬度是图像上不同区域间明暗程度的差别。
透射电镜的像衬度来源于样品对入射电子束的散射。可分为：
质厚衬度 ：非晶样品衬度的主要来源
振幅衬度
衍射衬度 ：晶体样品衬度的主要来源
相位衬度
图9-18 质厚衬度成像光路图
地揭示表面形貌的细节特征。 常用的复型材料是非晶碳膜和各种塑料薄膜。
复型的种类
按复型的制备方法，复型主要分为：
一级复型
二级复型
萃取复型（半直接样品）
图9-14 塑料-碳二级复型制备过程示意图
萃取复型
二、直接样品的制备
1.粉末样品制备 粉末样品制备的关键是如何将超细粉的颗粒分散开来，各自独立而不
11 1 uv f
式中：u、v与f——物距、像距与焦距。
f
A
(
RV0 NI )
2
（9-1） （9-2）
式中：V0——电子加速电压；R——透镜半径；NI——激磁线圈安匝 数；A——与透镜结构有关的比例常数。
电磁透镜是一种焦距(或放大倍数)可调的会聚透镜。减小激磁电流，可使 电磁透镜磁场强度降低、焦距变长(由f1变为f2 ） 。
2. 照明系统
作用：提供亮度高、相干性好、束流稳定的照明电子束。
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测角台
①黄灯亮表示正在抽测角台内真空； ②绿灯亮表示真空已抽好，可以插入样品杆； ③pump/air 开关：指向 pump 档时，抽测角台 内真空（黄灯亮）；指向 air 档时，向测角台 内通 N2；拨动本开关时需将开关拔出一点后方 可拨动。 ④双倾台连接头：插连接头一般样品杆插入后， 拔连接头一般在拔样品杆前。插入连接头前，先 对准连接头的齿。
主要内容
熟悉电镜
硬件
(1)电子枪，(2)聚光镜光阑，(3)ACD (Anti-Contamination Device) 冷阱，(4)测角台，(5)物镜光阑，(6)选区光阑，(7)双目镜，(8)观 察室，(9)左控制面板，(10)小荧光屏拨杆，(11)电子束遮挡器拨杆， (12)右控制面板，(13)控制面板，(14) 能谱杜瓦瓶，(15) 电镜控 制电脑，(16)CCD电脑 ，(17) 控制柜，(18)高压箱
IMAGE WOBB Y（图像
②功能选择开关：
MAG 1（放大模式 1） MAG 2（放大模式 2） LOW MAG（低倍模式） （选区放大） SA DIFF（选区衍射）
SA MAG
③y 方向平移旋钮；
④DEF/STIG, y 方向旋钮；
⑤MAG/CAM L 旋钮（放大倍数调节旋钮，衍射模式下为相机长度调节旋钮）；
1
3 2 14
17
5
4 6
18
15
16
7
9 11 8 10 12
13
注意：不要用含酒精或水的布对观察窗进行擦拭，防止破坏防护层。
高压箱 及高压电缆
光阑
聚光镜光阑、物镜光阑和选区光阑 外圈旋钮①用于选择光阑；通过调节旋钮②/③ 可沿 x/y 方向调节光阑至中心。 红点表示没有 插入光阑，白点表示插入光阑，白点越小，光阑 越小。 聚光镜光阑：限制照明孔径角，提高电子束的 相干性；物镜光阑：位于物镜的后焦面，阻挡大 角度散射的非弹性电子，提高成像衬度，此外还 被用于套取衍射束的斑点成像（即所谓的暗场 像）；选区光阑：位于物镜的像平面，用于选定 样品上的微小区域进行电子衍射操作。
透射电镜基本操作
注意事项
遵守实验室规定，不要超越权限； 严格遵照操作规定进行操作； 操作必须小心，进行每个操作步骤前，都问问自己是否对； 没有把握的步骤，不盲目尝试，确认后再操作； 记住每台设备的特性； 多练习，多交流，自己不断总结。
熟悉电镜 准备工作 装样品 插拔样品杆 调光路 寻找样品 调焦、拍摄 倾转 电子衍射 明暗场 高分辨
调整亮度时，光斑直径会发生变化。
⑦亮度粗调（CRS）开关；
⑧x 方向平移旋钮；
⑩DEF/STIG, x 方向旋钮 11 DEF/STIG粗调（CRS）开关；
12 13
12 α角选择旋钮；
右控制面板
①wobbler 开关： IMAGE WOBB X（图像抖动-X 方向） 抖动-Y 方向） HT WOBB（抖动—调节电压中心用）
ACD冷阱及加热器
ACD冷阱及加热器
左控制面板
①Beam 开关：灯丝电流开关（和 High Voltage Control 中 Filament 开 关功能相同）；
②电动光阑控制：（控制插入光阑和移动光阑，本中心电镜未配）；
③模式选择（Probe Control）： 照明模式选择按钮（Illumination mode selector switches）（TEM、EDS、NBD、CBD）；
④Room Lamp 开关（未启用）；
⑤DEF/STIG 开关，从左向右依次为： NTRL（归零按钮） IMAGE SHIFT（图像位移） PLA（投影镜平移） COND STIG（聚光镜像散）
OBJ STIG（物镜像散） DARK TILT（暗场倾斜） BRIGHT TILT （明场倾斜）
⑥Brightness 亮度调节旋钮；
ACD冷阱加液氮
镜筒上备有液氮冷阱，是在镜筒真空较差或样品易挥发时将水汽、 污染物等易挥发成分冻结以抗污染和提高镜筒的真空度)。冷阱备有 塞子，平时用塞子塞住。 1. 确保镜筒压力小于 0.1Pa，接地指示灯在按下开关后亮度无变化 （为黄灯）； 2. 移开显微镜，将电镜的观察窗用盖子盖上，并用遮挡物将操作面 板盖住； 3. 将冷阱上的塞子取下，放入漏斗； 4. 向冷阱里加入液氮，至加满； 5. 等出现大量气体喷出的现象后
（约 几分钟），然后再将液氮加满； 6. 取下漏斗，盖上冷阱的塞子； 7. 约 4h 左右需补加液氮一次。
液氮对真空的影响
如果停机后，镜筒真空度下降后，重新开机抽真 空时，如果能谱的杜瓦瓶没有液氮，需要加入液 氮，这对抽真空有利。 而此时，不能对ACD冷阱加液氮，否则不利于抽 真空，等离子泵指示灯亮后，往ACD冷阱加液氮 ，这时有利于抽真空。
变压器
循环水冷却器
空压机
能谱
CCD
软件
电脑 打开右控制柜内的电脑（密码：JEOL）
打开软件
HT
SPC
位置记忆功能Status源自VACOperation
ACD
Bake out
升压
准备工作
检查真空
检查循环水水箱温度
检查室温
检查湿度
检查高压箱气压
检查能谱杜瓦瓶液氮量
⑥调焦旋钮： FINE（细调） COARSE（粗调） CRS
⑦DIFF FOCUS（衍射聚焦调节旋钮）；
⑧曝光时间/照相旋钮（没有使用）；
⑨STD FOCUS 开关；
⑩F1-F6（特殊功能键）；
11 Z 轴高度调节
12 拍照按钮（没有使用）。
12
控制面板
①Arrow switches（X/Y 方向，速度适中，方向 易于控制）； ②Trackball（轨迹球，速度最快）； ③CRS； ④PIEZO（按下之后为超级微调，速度极慢，目 前无此功能）
左控制柜
左控制柜
①EM STOP（紧急关机） ②HT STOP（关闭高压） ③POWER（电源开关） ④RESET ⑤GUN AIR ⑥GUN LIFT ⑦COL AIR ⑧LENS（透镜开关） ⑨BRIGHTNESS 注：一般不允许普通用户对该面板进行操作
电源柜
①指示表 ②电源指示灯 ③电源开关 ④量程选择旋钮（为了 防止打断指针，一般置 于大量程位置；在调节 量程时，只有当读数小 于 0.5 时才能往下一 档调节）