03-电子显微分析-基础知识与TEM(3-TEM)
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专业TEM分享TEM(透射电子显微镜)是一种高分辨率的显微镜技术,被广泛应用于材料科学、纳米科学、生物科学等领域。
本文将分享一些专业的TEM知识,以帮助读者更好地了解和应用TEM技术。
一、TEM的基本原理TEM通过将电子束透射样品,利用电子与样品相互作用所产生的信号进行成像和分析。
电子束经过样品后,进入电子透镜系统,最后形成被称为“透射电子显微图像”的影像。
二、TEM的成像技术1. 常规TEM成像:常规TEM成像方式下,样品处于真空中,通过透射电子枪产生的电子束透射通过样品,形成影像。
这种成像方式可以获得高分辨率的纹理和结构信息。
2. 高角度偏转成像:高角度偏转成像是一种在低放大倍数下观察样品表面特征的方法。
通过调整透射电子束的角度与样品表面垂直,可以在低放大倍数下清晰地观察样品表面的形貌和微观结构。
3. 选区电子衍射成像:选区电子衍射技术是一种利用样品晶体的晶格衍射信息进行成像的方法。
通过调节透射电子束的入射角度和位置,可以获取样品的晶体学信息,如晶格常数、晶体结构等。
三、TEM的应用1. 材料科学中的应用:TEM可以用于研究材料的微观结构、相变过程、晶格缺陷等。
例如,可以通过TEM观察金属材料中的晶界、孪晶、位错等缺陷,并研究其对材料性能的影响。
2. 纳米科学中的应用:TEM是纳米尺度下研究材料结构和性能的重要工具。
通过TEM可以直接观察到纳米粒子的形貌、大小、分布以及纳米结构的有序性等信息,并且可以对纳米材料进行成分分析和晶格分析。
3. 生物科学中的应用:TEM在生物科学研究中起着关键作用。
它可以用于观察生物大分子的结构和形貌,如蛋白质、核酸等,从而揭示生物分子的功能和相互作用方式。
此外,TEM还可以用于细胞超微结构的观察和细胞器的定位。
四、TEM样品的制备TEM样品的制备对于获得高质量的TEM图像至关重要。
常见的TEM样品制备方法包括:1. 薄膜法:将样品切割成薄片,通过薄膜夹持在TEM网格上进行观察。
电⼦显微分析复习提纲学习资料电⼦显微分析复习提纲1.何为电磁透镜?理解并掌握电⼦在磁场中的运动规律,能够作图说明之。
:把电磁线圈所产⽣的磁场所构成的透镜成为电磁透镜,电⼦在磁场中以圆锥螺旋近轴运动聚焦。
2.电磁透镜的像差有哪些?它们是如何产⽣的?如何消除和减⼩?:⼏何像差和⾊散。
⼏何像差分为球差和像散。
球差:因电磁透镜中⼼区和边缘区对电⼦折射能⼒不同造成的。
减⼩CS值和减⼩孔径⾓a。
像散:由透镜磁场的⾮旋转对称引起的。
主要原因极靴内孔不远,极靴上下轴线错位,极靴材料不均匀,极靴孔污染。
措施:消像散器。
⾊差:⼊射电⼦的波长或能量的⾮单⼀性造成的。
主要原因:加速电压不稳,电⼦与样品的⾮弹性散射措施:稳定加速电压,样品厚度做薄,减⼩孔径⾓。
3.影响电磁透镜景深和焦长的主要因素是什么?景深和焦长对透射电⼦显微镜的成像和设计有何影响?:景深:保持像清晰情况下,允许物平⾯沿透镜主轴⼀定的距离。
电磁透镜分辨率和孔径⾓。
焦长:固定物距和焦距,像平⾯沿透镜主轴移动时,仍能保持像清晰的距离范围。
分辨率,孔径⾓,透镜放⼤倍数。
对设计的影响:景深越⼤,焦长越长,可以使投射电镜成像更⽅便,⽽且电镜设计荧光屏和相机位置⾮常⽅便。
对成像的影响:物镜:强励磁短焦距,放⼤倍数较⾼。
中间镜:焦距很长,放⼤倍数通过调节励磁电流确定。
投影镜:短焦距,强励磁。
在⽤电⼦显微镜分析图像时,⼀般物镜和样品的距离是不变的,因此改变物镜放⼤倍数进⾏成像时,主要是改变物镜的焦距和像距来满⾜条件。
中间镜像平⾯和投影镜物平⾯的距离可以看做是不变的,因此要在荧光屏上得到⼀张清晰的放⼤像,必须使物镜的像平⾯和中间镜的物平⾯重合,即改变中间镜的焦距和物距。
4.什么是分辨率,影响透射电⼦显微镜分辨率的因素是哪些?如何提⾼电磁透镜的分辨率?分辨率:两个物点通过透镜成像,在像平⾯形成两个瑞利斑,如果两个物点相距较远,两个瑞利斑也各⾃分开;但如果两个物点相互靠近,两个瑞利斑也相互靠近,直⾄重叠,当两个瑞利斑的中⼼距等于瑞利斑半径时,此时两个物点的距离为分辨率。
tem的基本原理及应用1. tem的基本原理Transmission Electron Microscope(透射电子显微镜,简称tem)是一种高分辨率的显微镜,它使用电子束而不是光束来形成样品的图像。
tem基于透射电子成像原理,可以观察到细微的材料结构和成分。
tem的基本原理如下: - 电子源:tem使用电子束而不是光束来形成图像。
电子源通常是钨丝发射管或场发射枪,通过升压电源和加热装置产生高能电子。
- 准直系统:通过准直集光系统可以调整电子束的直径和形状,以便得到所需的分辨率。
- 对样品的透射:样品位于电子束的路径上,并允许电子通过样品进行透射。
样品通常需要非常薄,通常在纳米尺度以下。
- 透射电子成像:透射电子成像是tem的核心原理,通过搜集透射电子的信号并进行衍射和聚焦,形成样品的高分辨率图像。
2. tem的应用tem广泛应用于材料科学、生物科学和纳米科学等领域,可以揭示材料的微观结构和成分,为科学研究提供重要的信息。
以下是tem的几个主要应用领域:2.1 材料科学•晶体学研究:tem可以观察晶体的晶格结构、缺陷和相界,帮助理解材料的结晶行为和性能。
•纳米材料研究:tem可以观察纳米材料的形貌、尺寸以及纳米颗粒的分布,有助于研究纳米材料的合成和特性。
•薄膜分析:tem可以通过观察薄膜的微观结构和成分,评估薄膜的质量和性能。
2.2 生物科学•细胞结构研究:tem可以观察细胞的超微结构、细胞器和细胞内分子结构,帮助了解细胞的功能和疾病机理。
•生物大分子研究:tem可以通过观察蛋白质和核酸等生物大分子的结构,揭示生物分子的功能和相互作用。
2.3 纳米科学•纳米结构研究:tem可以观察纳米材料的结构和形貌,揭示纳米尺度下的物理和化学性质。
•纳米器件研究:tem可以观察纳米器件的结构和性能,为纳米电子学和纳米器件的设计提供指导。
结论tem作为一种高分辨率的显微镜,具有广泛的应用价值。
它可以揭示材料的微观结构和成分,为科学研究提供重要的信息。
透射电子显微镜分析基础透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope, TEM)是一种高分辨率显微镜,用于观察和研究材料的超微结构。
它通过透射电子束穿透材料并在接收器上形成像,使得材料的原子尺度细节能够被精确观察。
下面是关于透射电子显微镜分析的基础知识。
1.TEM的工作原理透射电子显微镜基于电子在物质中的相互作用来实现成像。
电子束从电子枪中产生并且通过一系列透镜系统聚焦形成细致的聚焦点,然后穿过待观察的样品。
透过样品的电子束会发生散射、吸收和透射,其中透射的电子会被接收器捕获并形成图像。
2.TEM的分辨率3.透射电子显微镜的成像方式TEM有两种主要的成像方式:亮场和暗场成像。
亮场成像是通过选择透射的电子束来形成图像,适用于展示样品内部的形貌和微结构。
而暗场成像是通过选择散射的电子束来形成图像,适用于观察特殊缺陷或异质性结构。
4.透射电子显微镜的样品制备为了在TEM中观察样品,样品必须具备一定的条件。
首先,样品必须是非透明的,通常是以薄片的形式。
其次,样品必须具备足够的稳定性,以避免在电子束照射过程中发生损坏。
最后,样品表面需要进行特定的处理,以避免电荷积累或散射。
5.TEM的应用透射电子显微镜在多个领域有着广泛的应用,包括材料科学、纳米科技、生命科学等。
它可以用于观察和分析晶体的结构、薄膜的成分、纳米颗粒的形状等。
此外,TEM还可以用于研究生物分子的结构和功能,例如蛋白质和DNA的高分辨率成像。
6.TEM的限制和挑战虽然透射电子显微镜提供了高分辨率的成像能力,但它仍然面临一些限制和挑战。
首先,样品制备对于薄片的制备和特殊标记的选择需要高度技术和经验的支持。
其次,电子束照射会导致样品的辐照损伤,因此图像的解释需要谨慎处理。
此外,TEM的设备本身非常昂贵,维护和操作也需要专业的技能。
总之,透射电子显微镜是一种重要的材料科学工具,它可以提供材料的超高分辨率成像,从而更好地理解材料的微观结构和性质。