透射电子显微镜
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电子显微技术透射电子显微镜一结构与成像原理 (7)二成像系统 (8)三观察记录系统 (10)四主要部件的结构与工作原理 (10)五应用 (12)5.1 复型技术 (12)5.2电子衍射 (13)5.3晶体薄膜衍衬成像分析 (16)一结构与成像原理透射电子显微镜是以波长极短的,电子束作为照明源,用电磁透镜聚焦成像的一种高分辨本领,高放大倍数的电子光学仪器。
它由电子光学系统,电源与控制系统及真空系统三部分组成。
电子光学系统通常称镜筒,使透射电镜显微镜的核心,它的光路原理与透射光学显微镜十分相似。
它分为三部分,即照明系统、成像系统和观察系统。
1.1 照明系统照明系统由电子枪,聚光镜和相应的平移对中,倾斜调节装置组成。
其作用是提供一束高亮度,照明孔径小,平行度好,流速稳定的照明源。
为满足明场和暗场成像需要,照明束可在2°~ 3°范围内倾斜。
1.1.1 电子枪电子枪是透射电子显微镜的电子源。
常用的是热阴极三极电子枪,它由发夹性钨丝阴极,栅极帽和阳极组成。
钨丝的作用是产生电子。
而灯丝和栅极帽则可形成加速电场获得一定λ值的电子束。
1.1.2 聚光镜聚光镜用来汇聚电子枪射出的电子束,以最小的损失照明样品,调节照明强度,孔径角和束斑大小。
一般都采用双聚光镜系统。
第一聚光镜是强激磁透镜。
束斑缩小率为10~50倍左右,将电子枪第一交叉点束斑缩小为1~5μm;第二聚光镜是弱激磁透镜,适焦时放大倍数为两倍左右。
二成像系统成像系统主要是由物镜,中间镜和投影镜组成。
2.1 物镜物镜是用来形成第一幅高分辨率电子显微图像或电子衍射花样的透镜。
透射电子显微镜分辨本领的高低主要取决于物镜。
因为物镜的任何缺陷都将被成像系统中其它透镜进一步放大,所以通常采用强激磁,短焦距的物镜,像差小。
物镜是一个强激磁短焦距的透镜(f =1~3 mm),它的放大倍数较高,一般为100~300倍。
目前,高质量的物镜其分辨率可达0.1nm左右。
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。