透射电子显微镜
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透射电子显微镜的特点及功能介绍
透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope,TEM)是利用高能电子束充当照明光源而进行放大成像的大型显微分析设备。
1933年,德国科学家卢斯卡(Ruska)和克诺尔(Knoll)研制出了世界上第一台透射电镜(见图1),并在1939年由西门子公司以这台电镜为样机,量产了第一批商品透射电镜,约40台,分辨能力比光学显微镜提高了20倍。
从此,人类对微观世界的科学研究有了更强有力的武器。
到今天,透射电镜已经诞生了70多年,由电镜应用而形成的交叉性学科电子显微学已经日趋完善,电镜的分辨能力也比最初时提高了超过100倍,达到了亚埃级,并且在自然科学研究中起到日益重要的作用。
透射电镜的特点:
1)由于样品制备技术的限制,对大多数生物样品来说,一般只能达到2nm的分辨率。
2)电镜图像的分辨能力不仅取决于电镜本身的分辨率,而且取决于。
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。