透射电子显微镜TEM

发布网友发布时间：2024-10-08 05:16

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热心网友时间：2024-10-08 05:41

透射电子显微镜TEM详解

透射电子显微镜（TEM），一种利用高能电子束穿透极薄样品并产生散射图像的精密工具。其工作原理是电子束穿透样品，散射角受试样密度和厚度影响，形成明暗对比的图像，经过放大和聚焦后显示在成像设备上。

光学显微镜的分辨率有限，无法观察到亚显微结构，TEM通过电子束提供更高的分辨率。1932年Ruska的发明使得TEM分辨率可达0.2纳米，其电子束波长远短于可见光，可通过调整电压以优化分辨率。

TEM系统由电子枪、聚光镜、样品杆、物镜、中间镜、投影镜和成像设备如荧光屏或CCD相机等构成。电子束携带强度、相位和周期性信息，这些信息在成像过程中起关键作用。

样品制备是关键，需确保样品足够薄以使电子束穿透。制备方法涉及真空镀膜、超声清洗、切片和磨片等，如超细颗粒和薄膜制备过程。

TEM图像分类丰富，包括明暗场衬度、高分辨率HRTEM（显示晶格信息）和电子衍射图像（如SAD、CBED和MED），揭示不同尺度的结构特性。

全球主要的TEM设备制造商包括蔡司、FEI和日立等，它们在显微镜技术上占据主导地位。与扫描电镜（SEM）相比，TEM对试样厚度要求严格，而SEM则对厚度不敏感。

了解晶体、多晶和非晶的衍射花样有助于解析样品的结构。单晶花样展示出有序的倒易点，多晶则呈现同心圆环，而非晶则为圆斑。衍射衬度与质厚衬度的区别在于，前者由晶体取向和结构差异引起，后者则由原子序数或厚度差异决定。