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分享透射電鏡的三種成像原理

閱讀:1779      發(fā)布時(shí)間:2023-4-26
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  透射電鏡可以看到在光學(xué)顯微鏡下無(wú)法看清的小于0.2um的細(xì)微結(jié)構(gòu),這些結(jié)構(gòu)稱(chēng)為亞顯微結(jié)構(gòu)或超微結(jié)構(gòu)。要想看清這些結(jié)構(gòu),就必須選擇波長(zhǎng)更短的光源,以提高顯微鏡的分辨率。1932年Ruska發(fā)明了以電子束為光源的透射電子顯微鏡,電子束的波長(zhǎng)要比可見(jiàn)光和紫外光短得多,并且電子束的波長(zhǎng)與發(fā)射電子束的電壓平方根成反比,也就是說(shuō)電壓越高波長(zhǎng)越短。目前TEM的分辨力可達(dá)0.2nm。
 
  透射電鏡的成像原理可分為三種情況:
 
  1、吸收像:當(dāng)電子射到質(zhì)量、密度大的樣品時(shí),主要的成相作用是散射作用。樣品上質(zhì)量厚度大的地方對(duì)電子的散射角大,通過(guò)的電子較少,像的亮度較暗。早期的透射電子顯微鏡都是基于這種原理。
 
  2、衍射像:電子束被樣品衍射后,樣品不同位置的衍射波振幅分布對(duì)應(yīng)于樣品中晶體各部分不同的衍射能力,當(dāng)出現(xiàn)晶體缺陷時(shí),缺陷部分的衍射能力與完整區(qū)域不同,從而使衍射波的振幅分布不均勻,反映出晶體缺陷的分布。
 
  3、相位像:當(dāng)樣品薄至100Å以下時(shí),電子可以穿過(guò)樣品,波的振幅變化可以忽略,成像來(lái)自于相位的變化。
 
  透射電子顯微鏡在材料科學(xué)、生物學(xué)上應(yīng)用較多。由于電子易散射或被物體吸收,故穿透力低,樣品的密度、厚度等都會(huì)影響到最后的成像質(zhì)量,必須制備更薄的超薄切片,通常為50~100nm。
 
  所以用透射電子顯微鏡觀察時(shí)的樣品需要處理得很薄。常用的方法有:超薄切片法、冷凍超薄切片法、冷凍蝕刻法、冷凍斷裂法等。對(duì)于液體樣品,通常是掛預(yù)處理過(guò)的銅網(wǎng)上進(jìn)行觀察。

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