透射电镜成像原理

透射电镜成像原理,第1张

透射电子显微镜是以波长极短的电子束作为照明源,用电磁透镜聚焦成像的一种高分辨率、高放大倍数的电子光学仪器。透射电子显微镜是把经加速和聚集的电子束投射到非常薄的样品上(片状<100 nm,颗粒<2 um),电子与样品中的原子碰撞而改变方向,从而产生立体角散射。图片的明暗不同(黑白灰)与样品的原子序数、电子密度、厚度等相关。成像方式与光学显微镜相似,只是以电子代替光子,电磁透镜代替玻璃透镜,放大后的电子像在荧光屏上显示出来。

透射电子显微镜按加速电压分类,通常可分为常规电镜(100kV)、高压电镜(300kV)和超高压电镜(500kV以上)。提高加速电压,可提高入射电子的能量,一方面有利于提高电镜的分辨率;同时又可以提高对试样的穿透能力。

透射电镜,全称透射电子显微镜。是利用高能电子束充当照明光源而进行放大成像的大型显微分析设备,透射电镜是一种具有高分辨率、高放大倍数的电子光学仪器,被广泛应用于材料科学等研究领域。

透射电镜简介

透射电镜,是把经加速和聚集的电子束投射到非常薄的样品上,电子与样品中的原子碰撞而改变方向,从而产生立体角散射。散射角的大小与样品的密度、厚度相关,因此可以形成明暗不同的影像,影像将在放大、聚焦后在成像器件(如荧光屏、胶片、以及感光耦合组件)上显示出来。

由于电子的德布罗意波长非常短,透射电子显微镜的分辨率比光学显微镜高的很多,可以达0.1~0.2nm,放大倍数为几万~百万倍。因此,使用透射电子显微镜可以用于观察样品的精细结构,甚至可以用于观察仅仅一列原子的结构,比光学显微镜所能够观察到的Z小的结构小数万倍。

在放大倍数较低的时候,透射电镜成像的对比度主要是由于材料不同的厚度和成分造成对电子的吸收不同而造成的。而当放大率倍数较高的时候,复杂的波动作用会造成成像的亮度的不同,因此需要专业知识来对所得到的像进行分析。通过使用透射电镜不同的模式,可以通过物质的化学特性、晶体方向、电子结构、样品造成的电子相移以及通常的对电子吸收对样品成像。

电子显微镜以电子束来代替可见光束,分辨率没可见光谱之内的限制,分辨率可达原子直径的两倍。放大率是200~200 000倍,有两类1发射型用于研究电子放射现象。2电磁、静电扫描型用以增加普通光学显微镜的应用范围。


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