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盛誠科技與您分享-透射電鏡工作原理
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摘要:透射電鏡是一種高分辨率、高放大倍數(shù)的顯微鏡,是材料科學研究的重要手段,能提供極微細材料的組織結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)和化學成分等方面的信息。 透射電鏡的分辨率為0.1~0.2nm,放大... 透射電鏡是一種高分辨率、高放大倍數(shù)的顯微鏡,是材料科學研究的重要手段,能提供極微細材料的組織結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)和化學成分等方面的信息。
透射電鏡的分辨率為0.1~0.2nm,放大倍數(shù)為幾萬~幾十萬倍。由于電子易散射或被物體吸收,故穿透力低,必須制備更薄的超薄切片(通常為50~100nm)。其制備過程與石蠟切片相似,但要求極嚴格。
透射電鏡的成象原理是由照明部分提供的有一定孔徑角和強度的電子束平行地投影到處于物鏡物平面處的樣品上,通過樣品和物鏡的電子束在物鏡后焦面上形成衍射振幅極大值,即幅衍射譜。這些衍射束在物鏡的象平面上相互干涉形成幅反映試樣為微區(qū)特征的電子圖象。通過聚焦(調(diào)節(jié)物鏡激磁電流),使物鏡的象平面與中間鏡的物平面相一致,中間鏡的象平面與投影鏡的物平面相一致,投影鏡的象平面與熒光屏相一致,這樣在熒光屏上就察觀到一幅經(jīng)物鏡、中間鏡和投影鏡放大后有一定襯度和放大倍數(shù)的電子圖象。由于試樣各微區(qū)的厚度、原子序數(shù)、晶體結(jié)構(gòu)或晶體
取向不同,通過試樣和物鏡的電子束強度產(chǎn)生差異,因而在熒光屏上顯現(xiàn)出由暗亮差別所反映出的試樣微區(qū)特征的顯微電子圖象。電子圖象的放大倍數(shù)為物鏡、中間鏡和投影鏡的放大倍數(shù)之乘積
透射電子顯微鏡增加附件后,其功能可以從原來的樣品內(nèi)部組織形貌觀察(TEM)、原位的電子衍射分析(Diff),發(fā)展到還可以進行原位的成分分析(能譜儀EDS、特征能量損失譜EELS)、表面形貌觀察(二次電子像SED、背散射電子像BED)和掃描透射像(STEM)。
結(jié)合樣品臺設(shè)計成高溫臺、低溫臺和拉伸臺,透射電子顯微鏡還可以在加熱狀態(tài)、低溫冷卻狀態(tài)和拉伸狀態(tài)下觀察樣品動態(tài)的組織結(jié)構(gòu)、成分的變化,使得透射電子顯微鏡的功能進一步的拓寬。
透射電子顯微鏡功能的拓寬意味著一臺儀器在不更換樣品的情況下可以進行多種分析,尤其是可以針對同一微區(qū)位置進行形貌、晶體結(jié)構(gòu)、成分(價態(tài))的全面分析。
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透射電鏡是一種高分辨率、高放大倍數(shù)的顯微鏡,是材料科學研究的重要手段,能提供極微細材料的組織結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)和化學成分等方面的信息。
透射電鏡的分辨率為0.1~0.2nm,放大倍數(shù)為幾萬~幾十萬倍。由于電子易散射或被物體吸收,故穿透力低,必須制備更薄的超薄切片(通常為50~100nm)。其制備過程與石蠟切片相似,但要求極嚴格。
透射電鏡的成象原理是由照明部分提供的有一定孔徑角和強度的電子束平行地投影到處于物鏡物平面處的樣品上,通過樣品和物鏡的電子束在物鏡后焦面上形成衍射振幅極大值,即幅衍射譜。這些衍射束在物鏡的象平面上相互干涉形成幅反映試樣為微區(qū)特征的電子圖象。通過聚焦(調(diào)節(jié)物鏡激磁電流),使物鏡的象平面與中間鏡的物平面相一致,中間鏡的象平面與投影鏡的物平面相一致,投影鏡的象平面與熒光屏相一致,這樣在熒光屏上就察觀到一幅經(jīng)物鏡、中間鏡和投影鏡放大后有一定襯度和放大倍數(shù)的電子圖象。由于試樣各微區(qū)的厚度、原子序數(shù)、晶體結(jié)構(gòu)或晶體
取向不同,通過試樣和物鏡的電子束強度產(chǎn)生差異,因而在熒光屏上顯現(xiàn)出由暗亮差別所反映出的試樣微區(qū)特征的顯微電子圖象。電子圖象的放大倍數(shù)為物鏡、中間鏡和投影鏡的放大倍數(shù)之乘積
透射電子顯微鏡增加附件后,其功能可以從原來的樣品內(nèi)部組織形貌觀察(TEM)、原位的電子衍射分析(Diff),發(fā)展到還可以進行原位的成分分析(能譜儀EDS、特征能量損失譜EELS)、表面形貌觀察(二次電子像SED、背散射電子像BED)和掃描透射像(STEM)。
結(jié)合樣品臺設(shè)計成高溫臺、低溫臺和拉伸臺,透射電子顯微鏡還可以在加熱狀態(tài)、低溫冷卻狀態(tài)和拉伸狀態(tài)下觀察樣品動態(tài)的組織結(jié)構(gòu)、成分的變化,使得透射電子顯微鏡的功能進一步的拓寬。
透射電子顯微鏡功能的拓寬意味著一臺儀器在不更換樣品的情況下可以進行多種分析,尤其是可以針對同一微區(qū)位置進行形貌、晶體結(jié)構(gòu)、成分(價態(tài))的全面分析。