什么是透射电子显微镜?
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。
延伸阅读
tem在化学中是什么表征?
透射电镜,即透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope,简称TEM),通常称作电子显微镜或电镜(EM),是使用最为广泛的一类电镜。透射电镜是一种高分辨率、高放大倍数的显微镜,是材料科学研究的重要手段,能提供极微细材料的组织结构、晶体结构和化学成分等方面的信息。透射电镜的分辨率为0.1~0.2nm,放大倍数为几万~几十万倍。
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。
透射式电子显微镜有什么功能?
用途:透射电子显微镜在材料科学、生物学上应用较多。由于电子易散射或被物体吸收,故穿透力低,样品的密度、厚度等都会影响到最后的成像质量,必须制备更薄的超薄切片,通常为50~100nm。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,可以达到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最小的结构小数万倍。
TEM在中和物理学和生物学相关的许多科学领域都是重要的分析方法,如癌症研究、病毒学、材料科学、以及纳米技术、半导体研究等等。
由电子枪发射出来的电子束,在真空通道中沿着镜体光轴穿越聚光镜,通过聚光镜将之会聚成一束尖细、明亮而又均匀的光斑,照射在样品室内的样品上;透过样品后的电子束携带有样品内部的结构信息,样品内致密处透过的电子量少,稀疏处透过的电子量多。
经过物镜的会聚调焦和初级放大后,电子束进入下级的中间透镜和第1、第2投影镜进行综合放大成像,最终被放大了的电子影像投射在观察室内的荧光屏板上;荧光屏将电子影像转化为可见光影像以供使用者观察。
为何透射电镜可以原位成像?
透射电镜可以原位成像是由于成像电子束需要透过100nm氮化硅薄膜窗口,以及接近1μm液体层空间分辨率仅为5nm。这种在两层硅片之间形成液体腔室,采用氮化硅薄膜做观测窗口的芯片,原位环境透射电镜是指一类特殊功能的透射电镜设备,可在电镜中样品区域提供气体或者液体环境。
透射电镜应用?
透射电子显微镜的应用领域:
1、材料领域
材料的微观结构对材料的力学、光学、电学等物理化学性质起着决定性作用。透射电子显微镜作为材料表征的重要手段,不仅可以用衍射模式来研究晶体的结构,还可以在成像模式下得到实空间的高分辨像,即对材料中的原子进行直接成像,直接观察材料的微观结构。
2、物理学领域
在物理学领域中,电子全息术能够同时提供电子波的振幅和相位信息,从而使透射电子显微镜在磁场和电场分布等与相位密切相关的研究上得到广泛应用。目前,透射电子显微镜结合电子全息已经应用在测量半导体多层薄膜结构器件的电场分布、磁性材料内部的磁畴分布等方面。
3、化学领域
在化学领域,原位透射电子显微镜因其超高的空间分辨率为原位观察气相、液相化学反应提供了一种重要的方法。利用原位透射电子显微镜进一步理解化学反应的机理和纳米材料的转变过程,以期望从化学反应的本质理解、调控和设计材料的合成。目前,原位电子显微技术已在材料合成、化学催化、能源应用和生命科学领域发挥着重要作用。透射电子显微镜可以在极高的放大倍数下直接观察纳米颗粒的形貌和结构,是纳米材料Z常用的表征手段之一。
4、生物学领域
在生物学领域,X射线晶体学技术和核磁共振常被用来研究生物大分子的结构,已经能够将蛋白质的位置精度确定到0.2nm,但是其各有局限。X射线晶体学技术基于蛋白质晶体,研究的常常是分子的基态结构,而对解析分子的激发态和过渡态无能为力。生物大分子在体内常常发生相互作用并形成复合物而发挥作用,这些复合物的结晶化非常困难。核磁共振虽然能够获得分子在溶液中的结构并且能够研究分子的动态变化,但主要适合用来研究分子量较小的生物大分子。
扫描透射电镜(STEM)有哪些特点?
扫描透射电镜(STEM)的特点:
(1)STEM技术要求较高,要非常高的真空度,并且电子学系统比TEM和SEM都要复杂。
(2)加速电压低,可显著减少电子束对样品的损伤,而且可大大提高图像的衬度,特别适合于有机高分子、生物等软材料样品的透射分析。
(3)可以观察较厚的试样和低衬度的试样。
(4)扫描透射模式时物镜的强激励,可以实现微区衍射。
(5)应用扫描电镜的STEM模式观察生物样品时,样品无需染色直接观察即可获得较 高衬度的图像。
扫描电镜与透射电镜的区别?
扫描电镜和透射电镜都是看物体形貌的材料测试手段,不同的是扫描电镜收集的是二次电子也就是电子束反射回来的信息,透射电镜收集的是电子束透过的信息。
透射电镜的分辨率要比扫描电镜大,同时透射电镜还可以检测物质的相结构已经晶型(多晶,单晶),而扫描电镜不可以
TEM是光谱学的一种吗?
是。
TEM = Transmission Electron Microscope 透射电子显微镜,简称:透射电镜。
透射电镜是研究材料的重要仪器之一,在纳米技术的基础研究及开发应用中也不例外。但是用透射电镜研究材料微观结构时,试样必须是透射电镜电子束可以穿透的纳米厚度的薄膜。单体的纳米颗粒或纳米纤维一般是透射电镜电子束可以直接穿透的。
名词解释:TEM?
透射电子显微镜(英语:Transmission electron microscope,缩写TEM),简称透射电镜,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。通常,透射电子显微镜的分辨率为0.1~0.2nm,放大倍数为几万~百万倍,用于观察超微结构,即小于0.2μm、光学显微镜下无法看清的结构,又称“亚显微结构”。