高分辨电子显微实验报告

研究了煤基石墨的高分辨电子显微像,将煤基石墨按其石墨化程度分为四个阶段,同时对应四种石墨产物:(l)前石墨化阶段—芳层石墨;(2)初石墨化阶段一微柱石墨;(3)中石墨化阶段—柔皱石墨;(4)高石墨化阶段—平直石墨。

古代碳化稻谷的微结构特征研究
收藏本文分享
碳是地壳中的主要成分之一,碳在自然界的存在形式有非晶态碳、石墨、金刚石等。

高分辨电子显微镜在研究碳化物质的微结构上起着十分重要的作用。

激光拉曼光谱可对碳化物质提供快速和无损显微分析,并且对碳化物质有序度的变化非常敏感,表现在利用D/O面积比、D/0宽度比等可计算面内的结晶大小u(Paste五s和wopenka,1991[l〕)。

郑辙(1991)【2」研究了煤基石墨的高分辨电子显微像,将煤基石墨按其石墨化程度分为四个阶段,同时对应四种石墨产物:(l)前石墨化阶段—芳层石墨;(2)初石墨化阶段一微柱石墨;(3)中石墨化阶段—柔皱石墨;(4)高石墨化阶段—平直石墨。

碳化物质可分为有机成因和无机成因两种。

有机成因又可分为植物成因和动物成因。

本文选取具有代表性植物成因的古代碳化稻谷进行了高分辨电子显微镜、X粉晶衍射和激光拉曼光谱分析研究,得出了碳化稻谷的微结构特征,对探讨碳化植物的形成和特征具有重要理论意义。

1样品特征及实验条件本文所测试的样品古代碳化稻谷采自内蒙古自治区围场县赛罕坝机械化林场。

主要由石英和无定型碳组成。

高分辨电子显微镜实验所用的试样是将样品用玛瑙研钵轻轻研磨,并制成80%(本文共计3页)。

电子显微分析读书报告刘桂伶2010021665一、电子显微分析的基本原理1、基本概念（1）分辨率分辨率又称分辨本领，它表示仪器的分辨能力足以清楚分开的两点或两个质点圆心间最小距离的本领。

光学显微镜的分辨力可以根据阿贝公式来计算，即d =可见，提高分辨率，可从三个变量着手，分别是：折射率N、波长、以及孔径半角。

可是折射率以及孔径半角的提高空间有限，若要大大提高显微镜的分辨率，则要在波长方面狠下功夫。

由实验可证明，运动的电子具有波粒二象性。

它的波长比可见光小了10万倍的数量级，且可用电磁透镜使其聚焦，故电子被用作显微镜的光源。

这样的显微镜称为电子显微镜。

（2）电磁波长真空中相对集中并高速运动着的电子流称为电子束。

电子束具有粒子性和波动性，它能产生一定波长的电磁波，其所产生电磁波长由下列公式表示，即：λ= n m其中λ为电磁波长，V为加速电压。

由此可见，电子束的波长完全取决于加速电压，加速电压越高，则得到的电子波长越短，得到的分辨本领也就越高（3）电磁透镜由于轴对称弯曲磁场对电子束有聚焦作用，因而可以得到电子光学像。

我们称这种具有轴对称弯曲磁场装置构成的电子透镜为电磁透镜（electron magnetic lenses）。

由于电磁透镜磁场非均匀分布，物、像点在磁场之外，电子在磁场中既受到轴向分量的作用，又受到径向分量的作用，使平行于轴进入磁场的电子束可获得聚焦（如图所示）。

（4）电镜的像差和畸变电镜和光镜一样，由于光源或透镜的缺陷，可以发生各种像差或畸变。

①球差：电子束光源通过透镜受到偏转，通过样品，从物平面向下发射，形成物点孔径角。

从物点发出的射线，到达下一级透镜又被聚集。

如果透镜有缺陷或孔径角太大，则靠近光轴的射线和远离光轴的射线，受到电磁场的作用就会不同，这些射线在光轴上会聚的位置不同，结果远离光轴的射线就会在像面上形成一个最小模糊圈。

此时可有图象中央凸起感。

这是目前影响电镜分辨率的一个主要因素。

材料电子显微分析技术与应用电子显微镜(简称电镜)经过五十多年的发展已成为现代科学技术中不可缺少的重要工具。

我国的电子显微学也有了长足的进展。

电子显微镜的创制者鲁斯卡(E.Ruska)教授因而获得了1986年诺贝尔奖的物理奖。

电子与物质相互作用会产生透射电子,弹性散射电子,能量损失电子,二次电子,背反射电子,吸收电子,X射线,俄歇电子,阴极发光和电动力等等。

电子显微镜就是利用这些信息来对试样进行形貌观察、成分分析和结构测定的。

电子显微镜有很多类型,主要有透射电子显微镜(简称透射电镜,TEM)和扫描电子显微镜(简称扫描电镜,SEM)两大类。

半个多世纪以来电子显微学的奋斗目标主要是力求观察更微小的物体结构、更细小的实体、甚至单个原子,并获得有关试样的更多的信息,如标征非晶和微晶,成分分布,晶粒形状和尺寸,晶体的相、晶体的取向、晶界和晶体缺陷等特征,以便对材料的显微结构进行综合分析及标征研究。

近来,电子显微镜(电子显微学),包括扫描隧道显微镜等,又有了长足的发展。

1.透射电子显微镜透射电子显微镜（英语：Transmission electron microscope，缩写TEM），简称透射电镜，是把经加速和聚集的电子束投射到非常薄的样品上，电子与样品中的原子碰撞而改变方向，从而产生立体角散射。

散射角的大小与样品的密度、厚度相关，因此可以形成明暗不同的影像。

通常，透射电子显微镜的分辨率为0.1～0.2nm，放大倍数为几万～百万倍，用于观察超微结构，即小于0.2微米、光学显微镜下无法看清的结构，又称“亚显微结构”。

常见的透射电镜如图1所示。

图1常见的透射电镜1.1透射电子显微镜的构造及原理透射电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率、高放大倍率的电子光学仪器。

它由三个系统，即光学系统，真空系统和电子线路控制系统成。

1.1.1光学系统透射电镜的光学系统即镜筒是电镜的主体。

它从电子源起一直到观察记录系统为止，由数个电磁透镜部件组成，如上图电镜是由二个聚光镜，试样室，物镜，中间镜和二个投影镜以及观察室所组成，如图2所。

扫描电镜实验报告扫描电镜（Scanning Electron Microscope，SEM）是一种应用广泛的高分辨率显微镜，能够对样品进行表面形貌和微观结构的观测和分析。

本实验旨在通过扫描电镜对不同样品的表面形貌和微观结构进行观察和分析，从而加深对扫描电镜原理和应用的理解。

首先，我们准备了几种不同的样品，包括金属材料、植物组织和昆虫外骨骼等。

在实验过程中，我们首先对样品进行了表面处理，包括金属样品的金属镀膜处理、植物组织的冷冻干燥处理以及昆虫外骨骼的金属喷镀处理，以保证样品在扫描电镜下的观察效果。

接下来，我们将样品放置在扫描电镜的样品台上，并调整好合适的观察条件。

在观察过程中，我们发现扫描电镜能够清晰地显示样品的表面形貌和微观结构，包括金属样品的晶粒结构、植物组织的细胞结构以及昆虫外骨骼的纹理结构等。

通过对这些结构的观察和分析，我们不仅可以直观地了解样品的表面特征，还可以深入地研究样品的微观结构和性质。

在实验中，我们还发现扫描电镜具有较高的分辨率和深度信息，能够对样品进行三维观察和分析。

通过调整扫描电镜的工作参数，我们成功地获得了不同角度和深度的样品图像，进一步揭示了样品的微观结构和表面形貌。

这为我们深入理解样品的微观特征提供了重要的信息和依据。

总的来说，通过本次实验，我们深入了解了扫描电镜的原理和应用，掌握了样品的表面形貌和微观结构的观察方法，提高了对样品性质和特征的认识。

扫描电镜作为一种重要的分析工具，将在材料科学、生物学、医学等领域发挥重要作用，为科学研究和工程应用提供有力支持。

通过本次实验，我们不仅提高了对扫描电镜的认识，还对不同样品的表面形貌和微观结构有了更深入的理解。

扫描电镜的高分辨率和深度信息为我们提供了更多的观察和分析角度，有助于我们更全面地认识样品的特性和性能。

希望通过今后的实践和研究，能够更好地利用扫描电镜这一强大的工具，为科学研究和工程应用做出更多的贡献。

电子显微镜高分辨断层成像及晶体结构解析实现电子显微镜（Electron Microscope，简称EM）是一种利用电子束代替光线来照射和成像样品的仪器。

相比于传统光学显微镜，电子显微镜具有更高的分辨率和更大的放大倍数，能够观察到更小尺寸的细节，对于研究微观结构和纳米材料具有重要意义。

高分辨断层成像是电子显微镜在材料科学和生命科学中的重要应用之一。

通过利用电子束的波动性，电子显微镜可以成像具有纳米尺度的材料内部结构，将样品切片成一系列的薄层，然后通过成像和重建技术将这些薄层拼接起来，从而实现高分辨的三维结构成像。

要实现高分辨断层成像，首先需要一台高性能的电子显微镜。

现代电子显微镜通常采用电子透镜系统来聚焦电子束，同时结合专用的探测器来接收和记录反射、散射和透射的电子信号。

这些信号经过处理和分析后，可以重建出样品的断层结构。

此外，样品的制备也是实现高分辨断层成像的关键环节。

样品需要被冻结或切片成均匀的薄层，以保证在电子束照射下获得清晰的图像。

对于生物样品，常用的方法是利用冷冻切片技术将样品快速冷冻，并通过薄切片机制备出均匀的薄层。

对于无法冷冻的样品，可以使用离子刨薄技术将样品切片成薄层。

在高分辨断层成像的过程中，晶体结构解析是一个重要的应用方向。

通过电子衍射技术，可以解析出晶体的结构信息，包括晶格常数、晶胞参数以及原子位置等。

电子束在样品中与晶体产生相互作用，经过干涉和衍射后，通过对衍射图样的分析，可以推导出晶体的结构信息。

在实际应用中，高分辨断层成像和晶体结构解析常用于材料科学、纳米技术、生命科学等领域的研究。

例如，在材料科学中，研究人员可以利用高分辨断层成像技术观察材料的微观结构，了解材料的晶粒形貌、界面结构等信息，以帮助材料的设计和优化。

在纳米技术中，高分辨断层成像可以用于观察纳米结构的形态和组成，为纳米器件的研发提供重要依据。

而在生命科学中，高分辨断层成像和晶体结构解析可以用于研究生物大分子的结构和功能，了解蛋白质、核酸等生物大分子的组织和构成。

一、实验名称电子显微镜技术二、实验目的1. 了解扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）的基本原理和结构。

2. 掌握电子显微镜的样品制备和操作方法。

3. 通过观察样品的微观结构，了解材料的形貌、内部组织结构和晶体缺陷。

三、实验仪器1. 扫描电子显微镜（SEM）：型号为Hitachi S-4800。

2. 透射电子显微镜（TEM）：型号为Hitachi H-7650。

3. 样品制备设备：离子溅射仪、真空镀膜机、切割机、研磨机等。

四、实验内容1. 扫描电子显微镜（SEM）实验（1）样品制备：将待观察的样品切割成薄片，用离子溅射仪去除表面污染层，然后用真空镀膜机镀上一层金属膜，以增强样品的导电性。

（2）操作步骤：① 开启扫描电子显微镜，调整真空度至10-6Pa。

② 将样品放置在样品台上，调整样品位置，使其位于物镜中心。

③ 设置合适的加速电压和束流，调整聚焦和偏转电压，使样品清晰成像。

④ 观察样品的表面形貌，记录图像。

（3）结果分析：通过观察样品的表面形貌，了解材料的微观结构，如晶粒大小、组织结构、缺陷等。

2. 透射电子显微镜（TEM）实验（1）样品制备：将待观察的样品切割成薄片，用离子溅射仪去除表面污染层，然后用真空镀膜机镀上一层金属膜，以增强样品的导电性。

（2）操作步骤：① 开启透射电子显微镜，调整真空度至10-7Pa。

② 将样品放置在样品台上，调整样品位置，使其位于物镜中心。

③ 设置合适的加速电压和束流，调整聚焦和偏转电压，使样品清晰成像。

④ 观察样品的内部结构，记录图像。

（3）结果分析：通过观察样品的内部结构，了解材料的微观结构，如晶粒大小、组织结构、缺陷等。

五、实验结果与讨论1. 扫描电子显微镜（SEM）实验结果：通过观察样品的表面形貌，发现样品表面存在大量晶粒，晶粒大小不一，且存在一定的组织结构。

在样品表面还观察到一些缺陷，如裂纹、孔洞等。

2. 透射电子显微镜（TEM）实验结果：通过观察样品的内部结构，发现样品内部晶粒较小，且存在一定的组织结构。

电子扫描显微镜实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是熟悉电子扫描显微镜（SEM）的工作原理、操作方法，并通过实际观察样品，获取微观结构的图像和信息，为材料科学、生物学等领域的研究提供有力的支持。

二、实验原理电子扫描显微镜是利用聚焦的电子束在样品表面扫描，产生二次电子、背散射电子等信号，通过探测器收集这些信号并转化为图像。

其工作原理基于电子与物质的相互作用，电子束的能量和束斑大小决定了成像的分辨率和景深。

三、实验仪器与材料1、仪器：电子扫描显微镜（型号：＿____）2、材料：金属样品（如铜、铝）、生物样品（如细胞切片）、半导体样品（如硅片）四、实验步骤1、样品制备金属样品：经过切割、研磨、抛光等处理，以获得平整光滑的表面。

生物样品：经过固定、脱水、切片、染色等处理，使其能够在电子束下保持结构稳定。

半导体样品：采用化学腐蚀或机械抛光的方法，去除表面损伤层。

2、仪器操作打开电子扫描显微镜的电源，等待仪器预热至稳定状态。

将制备好的样品放入样品室，使用样品台的调节装置，将样品准确地定位在电子束的照射区域。

选择合适的加速电压、工作距离、放大倍数等参数。

进行聚焦和像散校正，使图像清晰。

3、图像采集与处理启动图像采集系统，获取样品的扫描图像。

对采集到的图像进行亮度、对比度、色彩等方面的调整，以突出样品的特征。

五、实验结果与分析1、金属样品观察到金属表面的微观形貌，如晶粒大小、晶界分布等。

分析了表面的缺陷，如划痕、孔洞等。

2、生物样品清晰地看到细胞的结构，如细胞膜、细胞核、细胞器等。

能够观察到细胞之间的连接和相互作用。

3、半导体样品显示出半导体表面的晶格结构和缺陷。

对表面的杂质分布进行了初步分析。

六、实验注意事项1、样品制备过程中要避免引入污染和损伤，以保证观察结果的准确性。

2、操作电子扫描显微镜时，要严格按照操作规程进行，避免误操作导致仪器损坏。

3、在图像采集和处理过程中，要注意参数的选择和调整，避免过度处理导致图像失真。

高分辨率电子显微技术的研究与应用高分辨率电子显微技术是一种先进的材料科学研究手段，可以帮助科学家观察最微小的结构、理解物质运动的细节、掌握物质性质的本质等，有广泛的应用前景。

本文就高分辨率电子显微技术的研究和应用做一些探讨。

一、高分辨率电子显微技术的研究高分辨率电子显微技术源于透射电子显微镜（TEM）的发展。

TEM是通过电子的透射和衍射成像的一种显微镜，适用于观察纳米材料和纳米器件等。

为提高分辨率，科学家们不断改进TEM的结构和样品制备方法，建立起一系列高级电子显微技术。

其中，常用的高分辨率电镜技术包括扫描透射电子显微镜（STEM）、高角度可旋转电子衍射仪（HRTEM）等。

STEM是一种在TEM中加入扫描功能的显微镜，能够实现高分辨率的成像和分析。

它可以用电子束扫描样品表面，并将透射电子探测器读数，然后通过计算机处理放大成像。

STEM可以在纳米尺度下观察材料表面结构、化学成分、电子能级等，有极高的应用价值。

HRTEM是一种能够对结晶体进行高角度成像和衍射的电镜技术。

它通过旋转样品来产生不同的入射角度，然后将样品放置在TEM中进行成像和衍射。

HRTEM能够观察材料内部的晶格缺陷、界面形态、原子结构等信息，为研究材料的微观特性提供了重要手段。

二、高分辨率电子显微技术在材料科学中的应用高分辨率电子显微技术的应用领域非常广泛，涵盖了材料科学、物理学、化学、生物学等多个学科。

1.材料结构表征高分辨率电子显微技术能够对材料的结构和成分进行准确分析，对材料的制备和性能优化提供了重要参考。

比如，利用STEM技术可以探测纳米级别下的材料界面和化学成分等信息，从而提高材料设计的精度和可靠性。

2.纳米材料研究纳米材料具有特殊的物理和化学性质，被广泛应用于新能源、催化等领域。

高分辨率电子显微技术可以帮助科学家观察纳米结构的形态、晶格缺陷、界面等特征，并研究纳米结构与性质之间的关系，为材料合成和功能优化提供支持。

3.生物医学研究高分辨率电子显微技术在生物医学领域中也有一定应用。