透射电子显微镜的用途和特点

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