TEM透射電鏡用來做什么

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發(fā)表時(shí)間：2023-12-26 16:52作者：鑠思百檢測(cè)

TEM透射電鏡用來做什么？針對(duì)這個(gè)問題鑠思百檢測(cè)小編將詳細(xì)介紹一下。

先來了解一下什么是TEM透射電鏡？

一、TEM透射電鏡簡(jiǎn)介

透射電子顯微鏡是利用波長(zhǎng)較短的電子束作為照明源，利用電磁透鏡進(jìn)行聚焦成像的高分辨本領(lǐng)和高放大倍數(shù)電子光學(xué)儀器。透射電子需要穿過樣品內(nèi)部，因此要求樣品不能太厚。TEM透射電鏡可以用來觀察樣品微觀形貌、晶格像或結(jié)構(gòu)像、缺陷、位錯(cuò)、第二相粒子等。

1、TEM透射電鏡工作模式

透射電鏡的不同工作模式源于電子與樣品發(fā)生作用時(shí)，通過樣品的電子具有不同狀態(tài)，有直接透過的電子束，也有發(fā)生散射偏轉(zhuǎn)的衍射束。

（1）明場(chǎng)像

在物鏡的背焦面處插入一個(gè)尺寸足夠小的物鏡光闌，只讓透射束通過光闌孔成像，阻擋衍射束；此時(shí)，直接有樣品處會(huì)被阻擋，透射束信號(hào)較少，而沒有樣品處信號(hào)更強(qiáng)，呈現(xiàn)“明場(chǎng)”。

（2）暗場(chǎng)像

由于存在樣品的地方衍射束信號(hào)更強(qiáng)，而沒有樣品處衍射束信號(hào)若，呈現(xiàn)“暗場(chǎng)”。

①離軸暗場(chǎng)像：平移物鏡光闌，使光闌孔套住hkl斑點(diǎn)而把透射束擋掉，只讓單個(gè)衍射束成像，離軸暗場(chǎng)像質(zhì)量差，物鏡的球差限制了像的分辨能力；

②中心暗場(chǎng)像：為了消除物鏡球差的影響，借助于偏轉(zhuǎn)線圈傾轉(zhuǎn)入射束，使衍射束與光軸平行，然后用物鏡光闌套住位于中心的衍射斑所成的的暗場(chǎng)像；中心暗場(chǎng)像能夠得到較好的襯度的同時(shí)，還能保證圖像的分辨率不會(huì)因?yàn)榍虿疃儾睢?/p>

（3）HAADF、MAADF、LAADF圖像

根據(jù)由于樣品原子序數(shù)不同導(dǎo)致的散射角度不同，對(duì)不同角度信號(hào)進(jìn)行收集得到。HAADF、MAADF、LAADF圖像分別對(duì)應(yīng)高角度、中角度以及低角度散射電子像。

其中，Z襯度像(Z-contrast)為非相干的相位襯度像；采用高角環(huán)形檢測(cè)器收集掃描透射電子顯微鏡(STEM)的衍射模式下的高角度漫散射電子成像；

（4）質(zhì)厚襯度像

本質(zhì)上是一種散射吸收襯度，即襯度是由散射物不同部位對(duì)入射電子的散射吸收程度有差異而引起的，它與散射物體不同部位的密度和厚度的差異有關(guān)，通過物鏡光闌的透射電子數(shù)目不同，引起電子束強(qiáng)度差異，形成襯度。散射本領(lǐng)大、透射電子數(shù)少的樣品部分所形成的像要暗些，反之，是亮些；

（5）選區(qū)電子衍射像以及會(huì)聚束電子衍射像

由于電子束在物質(zhì)中也會(huì)發(fā)生衍射（類比XRD），降低中間鏡電流，上升中間鏡物平面至物鏡背焦面，得到電子衍射花樣。從衍射花樣中可以得到樣品豐富的晶體學(xué)參數(shù)、厚度、晶體類型等信息。

二、TEM透射電鏡用來做什么？

TEM透射電子顯微鏡廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)、生命科學(xué)、醫(yī)療、制藥、半導(dǎo)體、納米技術(shù)等領(lǐng)域，可對(duì)顯微形貌、晶體結(jié)構(gòu)和相組織進(jìn)行觀察與分析，對(duì)材料微區(qū)化學(xué)成分定性和半定量檢測(cè)，對(duì)復(fù)合材料界面特性進(jìn)行研究等。

TEM透射電鏡主要功能及用途如下：

1）普通（高分辨）透射成像模式：可以用來觀察樣品的形貌和物相分布，高分辨像可用于確定材料的晶體結(jié)構(gòu)，觀測(cè)微量相的分布、晶體缺陷及界面結(jié)構(gòu)等;

2）電子衍射模式：主要用于物相、晶體結(jié)構(gòu)研究，可進(jìn)行選區(qū)電子衍射、會(huì)聚束電子衍射等;

3）STEM模式：具有0.16nm的高分辨率，1.5億倍的超高放大倍率，主要用于形貌及結(jié)構(gòu)的觀察與分析。包含BF/DF/HAADF等成像探頭;

4）EDS能譜：主要用于材料的化學(xué)成分的定性、定量及面分布等分析;

5）EELS電子能量損失譜：用于材料的成分分析，對(duì)于輕元素（B、C、N、O等）的分析更為有效，可以和能譜相互補(bǔ)充，同時(shí)可以對(duì)元素的價(jià)態(tài)進(jìn)行檢測(cè)和分析;

6）多孔樣品桿：可一次放入3個(gè)待測(cè)樣品，節(jié)省更換樣品的時(shí)間;

7）低溫雙傾樣品桿：通過液氮對(duì)樣品進(jìn)行降溫，冷卻溫度可達(dá)-160℃，可用于對(duì)輻照敏感的樣品和須在低溫環(huán)境下觀測(cè)的樣品;

8）原位力熱耦合樣品桿（雙傾）：可對(duì)樣品進(jìn)行微區(qū)加熱，最高溫度可達(dá)815℃，同時(shí)亦可根據(jù)需要對(duì)樣品進(jìn)行拉伸、壓縮、彎曲納米壓痕等，最大驅(qū)動(dòng)力≥100mN，最大驅(qū)動(dòng)行程≥4μm，對(duì)樣品原子尺寸的精準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)；此樣品桿用于觀測(cè)在變溫或者受力過程中材料結(jié)構(gòu)發(fā)生轉(zhuǎn)變的原位實(shí)驗(yàn)，可實(shí)時(shí)觀察和記錄其動(dòng)態(tài)變化。

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