第三章 透射电子显微镜
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透射电子显微镜步骤透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope,简称TEM)是一种非常重要的科学仪器,用于观察微观尺度下的物质结构。
与光学显微镜相比,透射电子显微镜使用的是电子束而不是光束,通过透射电子的原理来观察样本的巨细无遗的内部结构。
本文将介绍透射电子显微镜的工作原理和具体操作步骤。
一、透射电子显微镜的工作原理透射电子显微镜主要由电子源、电子光学系统(包括透镜和减速电势),样品台、显微镜筒和检测器等组成。
其工作原理基于透射电子的性质,通过像差补偿技术来获得清晰的图像。
首先,电子枪产生高能电子束,通过电子光学系统进行加速和聚焦。
然后,电子束通过样品台,与样品进行相互作用。
在样品内部,电子束受到不同区域的散射和吸收,产生干涉和衍射现象。
最后,通过检测器来记录电子束通过样品后的信号,形成图像。
二、透射电子显微镜的操作步骤1. 样品制备在使用透射电子显微镜之前,首先需要制备样品。
样品制备的过程包括选择合适的样品材料、切割样品成薄片或小块、样品抛光以去除表面粗糙度,并最终制备成适合透射电子显微镜观察的样本。
2. 样品放置将制备好的样品放置在透射电子显微镜的样品台上。
为保持样品的稳定性,通常会采用样品夹具或胶水等固定样品。
3. 外层真空打开透射电子显微镜的真空系统,将内部气体抽取,创造一个接近真空的环境。
这样可以防止电子束与空气中的分子发生散射。
4. 对准样品通过调整透射电子显微镜的调节杆,使电子束对准样品。
这个过程需要耐心和细致的调整,以确保电子束准确地通过样品。
5. 选择合适的倍数和放大率根据需要观察的样品特性,选择合适的倍数和放大率。
透射电子显微镜通常具有多个倍数和放大率可以选择,以满足不同的观察需求。
6. 调整对焦和亮度通过调整透射电子显微镜的对焦调节手轮,使得样品图像清晰可见。
同时,可以通过调节透射电子显微镜的亮度调节手轮,使图像亮度适宜。
7. 记录图像通过透射电子显微镜的检测器记录图像。
透射电子显微镜的原理一、透射电子显微镜的成像原理可分为三种情况:1、吸收像:当电子射到质量、密度大的样品时,主要的成相作用是散射作用。
样品上质量厚度大的地方对电子的散射角大,通过的电子较少,像的亮度较暗。
早期的透射电子显微镜都是基于这种原理。
2、衍射像:电子束被样品衍射后,样品不同位置的衍射波振幅分布对应于样品中晶体各部分不同的衍射能力,当出现晶体缺陷时,缺陷部分的衍射能力与完整区域不同,从而使衍射波的振幅分布不均匀,反映出晶体缺陷的分布。
3、相位像:当样品薄至100Å以下时,电子可以穿过样品,波的振幅变化可以忽略,成像来自于相位的变化。
二、扫描电子显微镜成像原理扫描电子显微镜通过用聚焦电子束扫描样品的表面来产生样品表面的图像。
电子与样品中的原子相互作用,产生包含关于样品的表面测绘学形貌和组成的信息的各种信号。
电子束通常以光栅扫描图案扫描,并且光束的位置与检测到的信号组合以产生图像。
扫描电子显微镜可以实现分辨率优于1纳米。
样品可以在高真空,低真空,湿条件(用环境扫描电子显微镜)以及宽范围的低温或高温下观察到。
最常见的扫描电子显微镜模式是检测由电子束激发的原子发射的二次电子。
可以检测的二次电子的数量,取决于样品测绘学形貌,以及取决于其他因素。
通过扫描样品并使用特殊检测器收集被发射的二次电子,创建了显示表面的形貌的图像。
它还可能产生样品表面的高分辨率图像,且图像呈三维,鉴定样品的表面结构。
扩展资料:在使用透视电子显微镜观察生物样品前样品必须被预先处理。
随不同研究要求的需要科学家使用不同的处理方法。
1、固定:为了尽量保存样本的原样使用戊二醛来硬化样本和使用锇酸来染色脂肪。
2、冷固定:将样本放在液态的乙烷中速冻,这样水不会结晶,而形成非晶体的冰。
这样保存的样品损坏比较小,但图像的对比度非常低。
3、脱干:使用乙醇和丙酮来取代水。
4、垫入:样本被垫入后可以分割。
5、分割:将样本使用金刚石刃切成薄片。
透射电子显微镜法透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope,简称TEM)是一种强大的工具,用于观察和研究各种材料的微观结构和组织。
本文将详细介绍透射电子显微镜法及其在科学研究和工业领域中的应用。
一、透射电子显微镜的原理与构成透射电子显微镜使用电子束而非光线,其原理基于电子的波粒二象性。
电子束通过针尖或者热丝发射出来,并通过电磁透镜系统进行聚焦。
经过样品之后的电子束被投射到荧光屏上,形成样品的投影图像。
透射电子显微镜主要由电子光源、透镜系统、样品台和检测系统等组成。
二、透射电子显微镜法的优势与应用透射电子显微镜法相对于光学显微镜和扫描电子显微镜具有以下优势:1. 高分辨率:透射电子显微镜可以实现亚纳米级的分辨率,使得研究者可以观察到更细微的结构和细节。
2. 高穿透性:透射电子显微镜可以穿透厚度达数百纳米的样品,揭示样品的内部结构和组成。
3. 高细节对比度:透射电子显微镜采用了染色技术,能够增加样品中相对的原子对比度,使得更多细节能够被观察到。
4. 全息电子显微镜:全息透射电子显微镜可以获得样品的三维信息,提供更全面的结构分析。
透射电子显微镜法广泛应用于材料科学、化学和生物学等领域。
以下是它的几个主要应用:1. 纳米材料研究:透射电子显微镜可以观察和分析纳米材料的形貌、晶体结构和缺陷等特征,对材料的性能研究具有重要意义。
2. 生物样品研究:透射电子显微镜可用于生物样品的观察和分析,例如观察细胞的内部结构和细节,研究生物分子的组装和功能等。
3. 界面和界面研究:透射电子显微镜可以揭示材料界面和界面的形貌、晶体结构以及化学成分等,对材料性能和反应机制的理解至关重要。
4. 材料缺陷和晶体缺陷研究:透射电子显微镜可以观察和分析材料和晶体的缺陷,例如位错、孪晶、晶格畸变等,从而提供改善材料性能的指导。
总结:透射电子显微镜法是一种重要的研究工具,它具有高分辨率、高穿透性、高细节对比度等优势。