透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope, TEM)是一种用于观察样品内部结构的高分辨率显微镜。它利用电子束穿透样品并形成投影图像,然后通过对该图像进行解释和分析来揭示样品的微观结构。
1.电子源
TEM使用电子束而不是光束。季丰电子MA实验室配备的透射电镜Talos系列采用的是超高亮度电子枪,球差透射电镜HF5000采用的是冷场电子枪。
2.真空系统
为了避免电子束在穿越样品之前与气体相互作用,整个显微镜都必须维持在高真空条件下。
3.透射样品
样品必须是透明的,意味着电子束可以穿透它,与之相互作用并形成投影图像。通常,样品的厚度在纳米至亚微米范围内。季丰电子配有数十台Helios 5系列FIB用于制备高质量超薄TEM样品。
4.电子透射系统
电子束通过透射系统进行聚焦。这些透镜类似于光学显微镜中的透镜,但由于电子波长比光波短得多,透镜的设计和制造要求更高。
5.像平面
电子束通过样品后,进入一个像平面。在该平面上,电子束的信息被转换成图像,并由检测器捕获。
6.检测器
最常见的检测器是荧光屏、CCD(电荷耦合器件)相机或CMOS(互补金属氧化物半导体器件)相机。当电子束与像平面上的荧光屏相互作用时,会产生可见光,从而形成样品的投影图像,常用于查找样品。由于荧光屏需要在暗室环境中使用,对用户操作不友好,故现在的厂商会在荧光屏侧上方加装一个Camera,使TEM操作员可以在敞亮的环境下观察显示器进行查找样品,倾转带轴等操作,这个并不起眼的改进正是实现人机分离的基础。
7.形成图像
当电子束通过样品时,与样品内部的原子和晶体结构相互作用,散射和吸收。根据这些相互作用,电子束的强度将在像平面上形成图像。这些图像都是二维投影图像,但样品内部结构往往为三维结构,因此在解析样品内部细节信息时要尤其注意这一点。
8.分析和解释
通过观察和分析图像,研究者们可以了解样品的晶体结构、晶格参数、晶体缺陷、原子排列等微观结构信息。季丰有专业的材料分析团队,能为客户提供全流程分析方案和专业的材料分析报告。
责任编辑:彭菁
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原文标题:透射电子显微镜介绍
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