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120KV透射电镜应用范围
发布时间：2023-04-14 12:21:34
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本文目录:
一、透射电镜的成像原理
透射电镜，即透射电子显微镜是电子显微镜的一种。电子显微镜是一种高精密度的电子光学仪器，它具有较高分辨本领和放大倍数，是观察和研究物质微观结构的重要工具。
电子显微镜是根据电子光学原理，用电子束和电子透镜代替光束和光学透镜，使物质的细微结构在非常高的放大倍数下成像的仪器。电子显微镜的分辨能力以它所能分辨的相邻两点的最小间距来表示。20世纪70年代，透射式电子显微镜的分辨率约为0.3纳米(人眼的分辨本领约为0.1毫米)。现在电子显微镜最大放大倍率超过300万倍，而光学显微镜的最大放大倍率约为2000倍，所以通过电子显微镜就能直接观察到某些重金属的原子和晶体中排列整齐的原子点阵。
1931年，德国的克诺尔和鲁斯卡，用冷阴极放电电子源和三个电子透镜改装了一台高压示波器，并获得了放大十几倍的图象，证实了电子显微镜放大成像的可能性。1932年，经过鲁斯卡的改进，电子显微镜的分辨能力达到了50纳米，约为当时光学显微镜分辨本领的十倍，于是电子显微镜开始受到人们的重视。到了二十世纪40年代，美国的希尔用消像散器补偿电子透镜的旋转不对称性，使电子显微镜的分辨本领有了新的突破，逐步达到了现代水平。在中国，1958年研制成功透射式电子显微镜，其分辨本领为3纳米，1979年又制成分辨本领为0.3纳米的大型电子显微镜。
电子显微镜的分辨本领虽已远胜于光学显微镜，但电子显微镜因需在真空条件下工作，所以很难观察活的生物，而且电子束的照射也会使生物样品受到辐照损伤。其他的问题，如电子枪亮度和电子透镜质量的提高等问题也有待继续研究。
透射电镜的成象原理是由照明部分提供的有一定孔径角和强度的电子束平行地投影到处于物镜物平面处的样品上，通过样品和物镜的电子束在物镜后焦面上形成衍射振幅极大值，即第一幅衍射谱。这些衍射束在物镜的象平面上相互干涉形成第一幅反映试样为微区特征的电子图象。通过聚焦（调节物镜激磁电流），使物镜的象平面与中间镜的物平面相一致，中间镜的象平面与投影镜的物平面相一致，投影镜的象平面与荧光屏相一致，这样在荧光屏上就察观到一幅经物镜、中间镜和投影镜放大后有一定衬度和放大倍数的电子图象。由于试样各微区的厚度、原子序数、晶体结构或晶体取向不同，通过试样和物镜的电子束强度产生差异，因而在荧光屏上显现出由暗亮差别所反映出的试样微区特征的显微电子图象。电子图象的放大倍数为物镜、中间镜和投影镜的放大倍数之乘
二、扫描电镜与透射电镜的区别？
1、结构差异:
主要体现在样品在电子束光路中的位置不同。透射电镜的样品在电子束中间，电子源在样品上方发射电子，经过聚光镜，然后穿透样品后，有后续的电磁透镜继续放大电子光束，最后投影在荧光屏幕上;扫描电镜的样品在电子束末端，电子源在样品上方发射的电子束，经过几级电磁透镜缩小，到达样品。当然后续的信号探侧处理系统的结构也会不同，但从基本物理原理上讲没什么实质性差别。
2、基本工作原理:
透射电镜：电子束在穿过样品时，会和样品中的原子发生散射，样品上某一点同时穿过的电子方向是不同，这样品上的这一点在物镜1-2倍焦距之间，这些电子通过过物镜放大后重新汇聚，形成该点一个放大的实像，这个和凸透镜成像原理相同。这里边有个反差形成机制理论比较深就不讲，但可以这么想象，如果样品内部是绝对均匀的物质，没有晶界，没有原子晶格结构，那么放大的图像也不会有任何反差，事实上这种物质不存在，所以才会有这种仪器存在的理由。
扫描电镜：电子束到达样品，激发样品中的二次电子，二次电子被探测器接收，通过信号处理并调制显示器上一个像素发光，由于电子束斑直径是纳米级别，而显示器的像素是100微米以上，这个100微米以上像素所发出的光，就代表样品上被电子束激发的区域所发出的光。实现样品上这个物点的放大。如果让电子束在样品的一定区域做光栅扫描，并且从几何排列上一一对应调制显示器的像素的亮度，便实现这个样品区域的放大成像。
3、对样品要求
(1)扫描电镜
SEM制样对样品的厚度没有特殊要求，可以采用切、磨、抛光或解理等方法将特定剖面呈现出来，从而转化为可以观察的表面。这样的表面如果直接观察，看到的只有表面加工损伤，一般要利用不同的化学溶液进行择优腐蚀，才能产生有利于观察的衬度。不过腐蚀会使样品失去原结构的部分真实情况，同时引入部分人为的干扰，对样品中厚度极小的薄层来说，造成的误差更大。
(2)透射电镜
由于TEM得到的显微图像的质量强烈依赖于样品的厚度，因此样品观测部位要非常的薄，例如存储器器件的TEM样品一般只能有10～100nm的厚度，这给TEM制样带来很大的难度。初学者在制样过程中用手工或者机械控制磨制的成品率不高，一旦过度削磨则使该样品报废。TEM制样的另一个问题是观测点的定位，一般的制样只能获得10mm量级的薄的观测范围，这在需要精确定位分析的时候，目标往往落在观测范围之外。目前比较理想的解决方法是通过聚焦离子束刻蚀(FIB)来进行精细加工。
扩展资料：
透射电子显微镜的成像原理 可分为三种情况：
（1）吸收像：当电子射到质量、密度大的样品时，主要的成相作用是散射作用。样品上质量厚度大的地方对电子的散射角大，通过的电子较少，像的亮度较暗。早期的透射电子显微镜都是基于这种原理。
（2）衍射像：电子束被样品衍射后，样品不同位置的衍射波振幅分布对应于样品中晶体各部分不同的衍射能力，当出现晶体缺陷时，缺陷部分的衍射能力与完整区域不同，从而使衍射波的振幅分布不均匀，反映出晶体缺陷的分布。
（3）相位像：当样品薄至100Å以下时，电子可以穿过样品，波的振幅变化可以忽略，成像来自于相位的变化。
参考资料：百度百科-扫描电镜
百度百科-透射电镜
三、电子显微镜在医学中的应用有哪些方面？
电子显微镜在医学中的应用为：
1、用电子电子显微镜描绘神经回路。
2、电子显微镜观察DNA形态。
3、扫描软骨细胞的电子电子显微镜图像。
4、通过电子电子显微镜发现动物肾脏早期纤维化。
5、可观察真核细胞的细胞器。
电子显微镜由镜筒、真空系统和电源柜三部分组成，它的分辨能力虽然远胜于光学显微镜，但电子显微镜因需在真空条件下工作，所以很难观察活的生物，而且电子束的照射也会使生物样品受到辐照损伤。
扩展资料：
电子显微镜工作原理是：
电子枪发射出的电子束是波动前进的，经过电磁透镜后则变成向右呈螺旋状依光轴前进，电子束透过标本之后，再经过电磁透镜系统，此时标本上超微结构已得到不同程序的放大。
高精度的透射电子显微镜有多个电磁透镜，它们分别是物镜衍射镜、中间镜、投射镜，电磁物镜内装有可变光阑，可以进一步提高电子显微镜的分辨力，使用衍射镜可以形成电子衍射像，以便于摄像，中间镜内装有光阑。
四、扫描电镜，透射电镜
看表面形貌形态用扫描电镜，样品处理简单，扫描电镜可以直接观察你需要的表面，最好的场发射扫描电镜在1纳米以下分辨率条件下，可以有效观察10nm左右的结构形态形貌（高低起伏几何形状等），钨灯丝扫描电镜在3nm分辨率条件下，可以有效观察60nm以上的结构形貌，都是比较极限的观察条件。
由于电子穿透深度有限，所以使用透射电子一般无法观察大于几个微米厚度样品的表面形貌。
过去用TEM观察钢铁的表面形貌，需要制作复形碳膜，也就是现在样品表面蒸发几十纳米厚碳膜，然后把金属样品腐蚀掉，只留下复制了样品形貌的几十纳米厚的碳膜，然后用TEM观察这个碳膜，可以间接表征块状物体形貌。所以透射电镜基本无法直接观察表面形貌，需要把样品超薄切片或者离子减薄到微米级，才可以进行观察，一般观察的是内部结构的轮廓形态，不会有表面细节。实际上经过超薄处理的样品表面几乎是平的，没有细节，这个样品在扫描电镜下是没有任何形貌反差的，扫描电镜成像信号不会看到内部结构形态。透射电镜分辨率极高，对于几个纳米的结构形态会很轻松表征，进一步可以看到原子晶格排列。整个视场在几个纳米范围内。
如果真需要更加精细的在几十个纳米范围内观察样品形貌，上面的朋友讲的SPM(包括AFM,STM)也是不错选择，但对样品的严格程度和TEM差不多。
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