扫描、透射电镜的基本原理及其应用
扫描电镜SEM和透射电镜TEM的介绍和区别(非常全面)
扫描电镜和透射电镜的区别通俗的说扫描电镜是相当与对物体的照相得到的是表面的只是表面的立体三维的图象因为扫描的原理是“感知”那些物提被电子束攻击后发出的此级电子而透射电竟就相当于普通显微镜只是用波长更短的电子束替代了会发生衍射的可见光从而实现了显微是二维的图象会看到表面的图象的同时也看到内层物质就想我们拍的X光片似的内脏骨骼什么的都重叠着显现出来总结就是透射虽然能看见内部但是不立体扫描立体但是不能看见内部只局限与表面最后写论文的时候就用了扫描电镜的图，你说看主要做形貌，凡是需要看物质表面形貌的，都可以用扫描电镜，不过要要注意扫描电镜目前分辨率，看看能否达到实验要求。
两种测试手段的适用情况凡是需要看物质表面形貌的，都可以用扫描电镜，不过最好的扫描电镜目前分辨率在0.5~1nm左右。
如果需要进一步观察表面形貌，需要使用扫描探针显微镜SPM（AFM，STM).如果需要对物质内部晶体或者原子结构进行了解，需要使用TEM. 例如钢铁材料的晶格缺陷,细胞内部的组织变化。
当然很多时候对于nm 材料的形搜索态也使用TEM观察。
区别扫描电镜观察的是样品表面的形态，而透射电镜是观察样品结构形态的。
一般情况下，透射电镜放大倍数更大，真空要求也更高。
扫描电镜可以看比较“大”的样品，最大可以达到直径200mm以上，高度80mm左右，而透射电镜的样品只能放在直径3mm左右的铜网上进行观察。
一、分析信号(1)扫描电镜扫描电子显微镜的制造是依据电子与物质的相互作用。
当一束高能的入射电子轰击物质表面时，被激发的区域将产生二次电子、俄歇电子、特征x射线和连续谱X射线、背散射电子、透射电子，以及在可见、紫外、红外光区域产生的电磁辐射。
同时，也可产生电子-空穴对、晶格振动（声子）、电子振荡（等离子体）。
原则上讲，利用电子和物质的相互作用，可以获取被测样品本身的各种物理、化学性质的信息，如形貌、组成、晶体结构、电子结构和内部电场或磁场等等。
高角环形暗场扫描透射电镜工作原理
高角环形暗场扫描透射电镜工作原理高角环形暗场扫描透射电镜工作原理简介高角环形暗场扫描透射电镜（Scanning Transmission Electron Microscope，简称STEM）是一种强大的工具，用于研究材料的结构和性质。
它利用高能电子束通过样品，将样品的微观结构显微地显示出来，并提供高分辨率的图像和化学分析。
工作原理1.发射电子源：STEM使用一种极其尖锐的发射电子源，如钨尖或场致发射电源。
这个发射电子源发射出非常细的电子束，用于对样品进行扫描。
2.高能电子束：生成的电子束被加速到非常高的能量，通常在几千伏到几十万伏之间。
这样高能的电子束可以穿过样品，并与样品中的原子或分子发生相互作用。
3.透射电子模式：在STEM中，使用透射电子模式来观察样品。
透射电子模式允许电子束穿透样品，并通过其中的原子或分子与电子进行相互作用。
这种相互作用会散射部分电子，产生信号。
4.暗场探测：暗场是一种特殊的探测方式。
在STEM中，使用环形暗场探测器来收集散射电子。
环形暗场探测器位于电子束后方，收集在一个特定角度范围内散射的电子。
由于暗场探测器只收集散射电子，相对于亮场探测器，它能提供更高的对比度。
5.扫描：STEM是一种扫描电子显微镜，可以通过扫描样品表面的方式获取完整的成像。
电子束被聚焦到非常小的点上，然后在样品上进行扫描，在每个扫描位置收集散射电子。
通过多个扫描位置的叠加，可以生成一幅高分辨率的图像。
功能和应用1.高分辨率成像：STEM提供高分辨率的成像，可以显示样品中的各种微观结构，例如晶体缺陷、晶界和原子排列等。
它可以显示出高度细节的图像，对材料科学和纳米技术的研究非常有用。
2.化学分析：STEM还可以进行化学分析，通过透射电子能谱（Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy，简称EDS）技术来确定样品中不同元素的含量和分布情况。
这项功能使STEM成为研究材料的化学成分和晶体结构的有力工具。
扫描电镜和透射电镜的区别
扫描电镜和透射电镜的区别发布者：飞纳电镜电子显微镜已经成为表征各种材料的有力工具。
它的多功能性和极高的空间分辨率使其成为许多应用中非常有价值的工具。
其中，两种主要的电子显微镜是透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）。
在这篇博客中，将简要描述他们的相似点和不同点。
扫描电镜和透射电镜的工作原理从相似点开始,这两种设备都使用电子来获取样品的图像。
他们的主要组成部分是相同的;∙电子源;∙电磁和静电透镜控制电子束的形状和轨迹;∙光阑。
所有这些组件都存在于高真空中。
现在转向这两种设备的差异性。
扫描电镜（SEM）使用一组特定的线圈以光栅样式扫描样品并收集散射的电子（详细了解SEM中检测到的不同类型的电子）。
而透射电镜（TEM）是使用透射电子，收集透过样品的电子。
因此，透射电镜（TEM）提供了样品的内部结构，如晶体结构，形态和应力状态信息，而扫描电镜（SEM）则提供了样品表面及其组成的信息。
而且，这两种设备最明显的差别之一是它们可以达到的最佳空间分辨率;扫描电镜（SEM）的分辨率被限制在〜0.5nm，而随着最近在球差校正透射电镜（TEM）中的发展，已经报道了其空间分辨率甚至小于50pm。
哪种电子显微镜技术最适合操作员进行分析？这完全取决于操作员想要执行的分析类型。
例如，如果操作员想获取样品的表面信息，如粗糙度或污染物检测，则应选择扫描电镜（SEM）。
另一方面，如果操作员想知道样品的晶体结构是什么，或者想寻找可能存在的结构缺陷或杂质，那么使用透射电镜（TEM）是唯一的方法。
扫描电镜（SEM）提供样品表面的3D图像，而透射电镜（TEM）图像是样品的2D投影，这在某些情况下使操作员对结果的解释更加困难。
由于透射电子的要求，透射电镜（TEM）的样品必须非常薄，通常低于150nm，并且在需要高分辨率成像的情况下，甚至需要低于30nm，而对于扫描电镜（SEM）成像，没有这样的特定要求。
这揭示了这两种设备之间的另一个主要差别：样品制备。
透射电镜的原理和应用
透射电镜的原理和应用透射电镜（Transmission Electron Microscope，简称TEM）是一种使用电子束来对物质进行成像和分析的先进仪器。
相对于光学显微镜，透射电镜的分辨率更高，可以观察到更小尺寸的物体和更细微的细节。
下文将详细介绍透射电镜的原理和应用。
一、原理透射电镜的工作原理基于电子的波粒二象性。
当高速电子束穿过薄样品时，电子与样品原子发生散射或透射，这些散射和透射电子可以通过其中一种方式被聚焦后投射到屏幕上形成影像。
透射电镜的主要组成部分包括电子源、电子透镜系统、样品台、检测器和成像系统。
2.电子透镜系统：透射电镜中使用的电子透镜系统包括凸透镜、凹透镜和电磁透镜等，用于聚焦和控制电子束的路径。
3.样品台：样品台用于固定和支持待观察的样品。
在样品台上放置薄到几十纳米的切片样品，以便电子束能够透过。
4.检测器：透射电镜中常用的检测器包括透射电子探测器（TED）、散射电子探测器（SED）和能量散射光谱仪（EDS）等。
TED用于接收透射电子并产生明亮的影像，SED用于检测和分析散射电子的信息，EDS用于分析样品中的元素组成。
5.成像系统：透射电镜的成像系统包括投影屏幕、摄像机和电子显微图像处理设备。
通过调整电子透镜系统，可以将电子束上的信息转换成实时图像并显示在投影屏幕上。
二、应用透射电镜在材料科学、生物科学、纳米科学等领域有广泛的应用。
以下是透射电镜的几个主要应用。
1.结构表征：透射电镜可以用于观察材料的结构和形貌。
它能够提供高分辨率的图像，揭示物质的晶体结构、晶体缺陷、晶界和相界等微观结构信息。
2.成分分析：透射电镜结合能量散射光谱仪（EDS）可以分析样品中元素的组成。
EDS通过测量样品上散射电子的能量，确定样品中元素的成分和含量。
3.纳米材料研究：透射电镜可以研究和制备纳米尺寸的材料。
通过观察和测量纳米材料的形貌、尺寸和结构，可以了解纳米材料的特性和性能，并指导纳米材料的设计和合成。
透射电镜的成像原理及应用
透射电镜的成像原理及应用1. 引言透射电镜是一种使用电子束来成像的仪器。
它的原理是利用电子束通过样品的透射来形成图像，并通过对电子束的探测和处理来获得样品的详细信息。
透射电镜在材料科学、生物学和物理学等领域中有广泛的应用。
2. 成像原理透射电镜的成像原理基于电子的波粒二象性，即电子既具备粒子特性又具备波动特性。
在透射电镜中，电子从电子枪中发射出来，经过加速和聚焦，形成一束射线。
这束射线通过样品后，与样品中原子和电子相互作用，发生散射和透射现象。
电子的散射会导致图像的模糊和失真，因此透射电镜通常使用薄样品来减小散射效应。
在样品的背面或透射电镜的显微镜中，放置有一个焦平面衍射器。
这个衍射器可以将透射电子的波动性转化为干涉和衍射现象，从而产生有关样品的结构信息。
这些信息通过探测器进行收集，然后通过图像处理算法生成成像结果。
3. 应用领域透射电镜在材料科学、生物学和物理学等领域有广泛的应用。
以下列举了一些常见的应用领域：3.1 材料科学透射电镜在材料科学中的应用主要用于研究材料的微观结构和性能。
通过透射电镜，可以观察和分析材料中的晶体结构、晶界、缺陷和纳米结构等。
这些信息对于材料的设计、开发和性能优化非常重要。
3.2 生物学透射电镜在生物学中的应用主要用于研究生物样品的内部结构和功能。
通过透射电镜，可以观察和分析细胞器、蛋白质和核酸等生物分子的结构。
透射电镜还可以用于研究病原体、病毒和细菌等微生物的形态和生命周期。
3.3 物理学透射电镜在物理学领域中的应用涵盖了多个子领域。
在凝聚态物理学中，透射电镜可用于研究材料的电子结构、能带和费米面等特性。
在量子力学领域，透射电镜可用于研究电子的量子行为，如量子隧穿、波函数干涉和波粒二象性等。
3.4 其他领域透射电镜还在化学、地球科学和纳米技术等领域中有应用。
在化学中，透射电镜可用于研究化学反应的过程和产物。
在地球科学中，透射电镜可用于分析地质样品的矿物组成和结构。
透射电镜的原理及应用摘要
透射电镜的原理及应用摘要一、透射电镜的原理透射电镜是一种重要的电子显微镜技术，它能够利用电子束的透射性质来观察材料的微观结构和原子级别的细节。
透射电镜的工作原理基于电子的波粒二象性，其光学系统类似于光学显微镜。
透射电镜主要由电子源、准直系统、投射系统和探测系统等几个主要部分组成。
在透射电镜中，电子源产生的电子束通过准直系统准直后，进入投射系统。
投射系统中的透镜通过对电子束的聚焦和投射，使其经过待观察的样品。
样品会对电子束进行散射和吸收，形成投射电子束的衍射图样。
这些衍射图样经过探测系统的收集和处理后，可以得到材料的结构和成分信息。
二、透射电镜的应用1. 材料科学研究透射电镜在材料科学研究中发挥着重要作用。
通过透射电镜可以观察到材料的晶体结构、晶界、原子排列等微观细节。
借助透射电镜的高分辨率和高灵敏度，科学家们可以研究材料的相变行为、晶体生长机制、缺陷结构等，从而深入了解材料的性质和性能，并为材料的合成和改性提供科学依据。
2. 纳米技术研究透射电镜在纳米技术研究中也有广泛应用。
纳米材料具有独特的物理和化学性质，常常表现出与大尺度材料截然不同的行为。
透射电镜可以观察到纳米尺度下的材料结构和表面形态，可以直接了解纳米材料的大小、形状、分布和相界面等特征。
通过透射电镜的研究，可以揭示纳米尺度下的材料行为和性能，为纳米技术的应用提供重要支持。
3. 生物医学研究透射电镜在生物医学研究中也有广泛的应用。
生物组织和细胞结构复杂多变，透射电镜可以提供高分辨率的图像，帮助科学家们观察和研究生物样品的超微结构。
透射电镜可以用于观察生物细胞、细胞器和细胞核的内部结构，并进一步研究其功能和机制。
这些研究对于理解生物学过程、疾病诊断和治疗等具有重要意义。
三、总结透射电镜是一种强大的科学工具，它通过对电子束的透射和探测，帮助科学家们观察和研究材料的微观结构和原子级别的细节。
透射电镜在材料科学、纳米技术和生物医学等领域有着广泛的应用，为相关领域的研究和应用提供了强有力的支持。
透射电镜和扫描电镜的区别
透射电镜和扫描电镜的区别扫描电镜和透射电镜的区别在于。
1、结构差异：主要体现在样品在电子束光路中的位置不同。
透射电镜的样品在电子束中间，电子源在样品上方发射电子，经过聚光镜，然后穿透样品后，有后续的电磁透镜继续放大电子光束，最后投影在荧光屏幕上；扫描电镜的样品在电子束末端，电子源在样品上方发射的电子束，经过几级电磁透镜缩小，到达样品。
当然后续的信号探测处理系统的结构也会不同，但从基本物理原理上讲没什么实质性差别。
相同之处：都是电真空设备，使用绝大部分部件原理相同，例如电子枪，磁透镜，各种控制原理，消象散，合轴等等。
2、基本工作原理：透射电镜：电子束在穿过样品时，会和样品中的原子发生散射，样品上某一点同时穿过的电子方向是不同，这样品上的这一点在物镜1-2倍焦距之间，这些电子通过过物镜放大后重新汇聚，形成该点一个放大的实像，这个和凸透镜成像原理相同。
这里边有个反差形成机制理论比较深就不讲，但可以这么想象，如果样品内部是绝对均匀的物质，没有晶界，没有原子晶格结构，那么放大的图像也不会有任何反差，事实上这种物质不存在，所以才会有这种牛逼仪器存在的理由。
经过物镜放大的像进一步经过几级中间磁透镜的放大（具体需要几级基本上是由电子束亮度决定的，如果亮度无限大，最终由阿贝瑞利的光学仪器分辨率公式决定），最后投影在荧光屏上成像。
由于透射电镜物镜焦距很短，也因此具有很小的像差系数，所以透射电镜具有非常高的空间分辨率，0.1-0.2nm，但景深比较小，对样品表面形貌不敏感，主要观察样品内部结构。
扫描电镜：电子束到达样品，激发样品中的二次电子，二次电子被探测器接收，通过信号处理并调制显示器上一个像素发光，由于电子束斑直径是纳米级别，而显示器的像素是100微米以上，这个100微米以上像素所发出的光，就代表样品上被电子束激发的区域所发出的光。
实现样品上这个物点的放大。
如果让电子束在样品的一定区域做光栅扫描，并且从几何排列上一一对应调制显示器的像素的亮度，便实现这个样品区域的放大成像。
扫描电镜和透射电镜的原理
扫描电镜和透射电镜的原理1. 简介嘿，朋友们！今天咱们聊聊两种神奇的显微镜：扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）。
这两位显微镜界的大咖就像两位超级英雄，各有各的绝技，帮助科学家们揭开微观世界的神秘面纱。
听起来是不是很酷？嘿嘿，别着急，慢慢来，咱们先来个大概念的扫盲。
2. 扫描电镜（SEM）2.1 工作原理好，先说说扫描电镜吧。
这家伙的工作原理就像在玩“扫雷”游戏。
你知道的，它用的是一束高能电子，咔咔咔地“扫”过样品表面。
当这束电子击中样品时，样品会发出二次电子、背散射电子等信号。
接着，扫描电镜就像一位认真负责的侦探，通过这些信号来重建样品的表面图像。
是不是感觉它特别像个“高科技侦探”？2.2 图像特点而且，扫描电镜的图像可不是随随便便的，它可以让我们看到样品表面的微观细节，像个“放大镜”一样。
想象一下，细菌、细胞、纳米材料，这些平时肉眼根本看不见的东西，在它面前都变得清晰可见，简直是微观界的“明星”！更有趣的是，它还可以提供三维图像，给人一种身临其境的感觉。
哇，真是太神奇了！3. 透射电镜（TEM）3.1 工作原理说完扫描电镜，咱们来看看透射电镜。
这位“超级英雄”可是更为强大。
透射电镜的工作原理就像是在观察电影放映一样。
它把电子束打进样品，样品像幕布一样，电子在穿透过程中被样品的内部结构散射。
透过样品后的电子，再被收集起来，形成高分辨率的图像，简直就像在揭开层层面纱，让我们看到样品的“真面目”！3.2 应用领域透射电镜的分辨率非常高，可以达到原子级别的观察，真是让人叹为观止。
用它可以研究材料的微观结构，分析晶体缺陷，甚至观察生物样品的超微结构。
你能想象吗？在透射电镜下，一根头发的内部结构都能看得一清二楚，真是细致入微，简直让人不敢相信自己的眼睛！4. 比较与总结4.1 优缺点现在，咱们来聊聊这两位英雄的优缺点。
扫描电镜虽然不能像透射电镜那样观察到内部结构，但它在样品制备上要简单得多，很多时候只需把样品直接放进来就好。
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扫描、透射电镜在材料科学中的应用摘要：在科学技术快速发展的今天，人们不断需要从更高的微观层次观察、认识周围的物质世界，电子显微镜的发明解决了这个问题。
电子显微镜可分为扫描电了显微镜简称扫描电镜(SEM)和透射电子显微镜简称透射电镜(TEM)两大类。
本文主要介绍扫描、透射电镜工作原理、结构特点及其发展，阐述了其在材料科学领域中的应用。
1扫描电镜的工作原理扫描电子显微镜的制造依据是电子与物质的相互作用。
扫描电镜从原理上讲就是利用聚焦得非常细的高能电子束在试样上扫描，激发出各种物理信息。
通过对这些信息的接受、放大和显示成像，获得测试试样表面形貌的观察。
电子束和固体样品表面作用时的物理现象：当一束极细的高能入射电子轰击扫描样品表面时，被激发的区域将产生二次电子、俄歇电子、特征X射线和连续谱X射线、背散射电子、透射电子，以及在可见、紫外、红外光区域产生的电磁辐射。
同时可产生电子-空穴对、晶格振动（声子)、电子振荡（等离子体）。
由电子枪发射的电子，以其交叉斑作为电子源，经二级聚光镜及物镜的缩小形成能谱仪可以获得且具有一定能量、一定束流强度和束斑直径的微细电子束，在扫描线圈驱动下，于试样表面作栅网式扫描。
聚焦电子束与试样相互作，产生二次电子发射（以及其它物理信号）。
二次电子信号被探测器收集转换成电讯号，经视频放大后输入到显像管栅极，调制与入射电子束同步扫描的显像管亮度，则可以得到反映试样表面形貌的二次电子像[1]。
2扫描电镜的构成主要包括以下几个部分：1.电子枪——产生和加速电子。
由灯丝系统和加速管两部分组成2.照明系统——聚集电子使之成为一定强度的电子束。
由两级聚光镜组合而成。
3.样品室——样品台，交换，倾斜和移动样品的装置。
4.成像系统——像的形成和放大。
由物镜、中间镜和投影镜组成的三级放大系统。
调节物镜电流可改变样品成像的离焦量。
调节中间镜电流可以改变整个系统的放大倍数。
5.观察室——观察像的空间，由荧光屏组成。
6.照相室——记录像的地方。
7.除了上述的电子光学部分外，还有电气系统和真空系统。
提供电镜的各种电压、电流及完成控制功能。
3扫描电镜在材料科学中的应用[2]3.1铁电畴的观测压电陶瓷由于具有较大的力电功能转换率及良好的性能可调控性等特点在多层陶瓷驱动器、微位移器、换能器以及机敏材料与器件等领域获得了广泛的应用。
随着现代技术的发展，铁电和压电陶瓷材料与器件正向小型化、集成化、多功能化、智能化、高性能和复合结构发展，并在新型陶瓷材料的开发和研究中发挥重要作用。
铁电畴（简称电畴）是其物理基础，电畴的结构及畴变规律直接决定了铁电体物理性质和应用方向。
电子显微术是观测电畴的主要方法，其优点在于分辨率高，可直接观察电畴和畴壁的显微结构及相变的动态原位观察（电畴壁的迁移）。
扫描电子显微镜观测电畴是通过对样品表面预先进行化学腐蚀来实现的，由于不同极性的畴被腐蚀的程度不一样，利用腐蚀剂可在铁电体表面形成凹凸不平的区域从而可在显微镜中进行观察。
因此，可以将样品表面预先进行化学腐蚀后，利用扫描电子显微镜图像中的黑白衬度来判断不同取向的电畴结构。
对不同的铁电晶体选择合适的腐蚀剂种类、浓度、腐蚀时间和温度都能显示良好的畴图样。
扫描电子显微镜与其他设备的组合以实现多种分析功能。
3.2材料的组织形貌观察材料剖面的特征、零件内部的结构及损伤的形貌，都可以借助扫描电镜来判断，分析反射式的光学显微镜直接观察大块试样很方便，但其分辨率、放大倍数和景深都比较低而扫描电子显微镜的样品制备简单，可以实现试样从低倍到高倍的定位分析，在样品室中的试样不仅可以沿三维空间移动，还能够根据观察需要进行空间转动，以利于使用者对感兴趣的部位进行连续、系统的观察分析；扫描电子显微图像因真实、清晰，并富有立体感，在金属断口和显微组织三维形态的观察研究方面获得了广泛地应用。
3.3镀层表面形貌分析和深度检测有时为利于机械加工，在工序之间也进行镀膜处理由于镀膜的表面形貌和深度对使用性能具有重要影响，所以常常被作为研究的技术指标镀膜的深度很薄，由于光学显微镜放大倍数的局限性，使用金相方法检测镀膜的深度和镀层与母材的结合情况比较困难，而扫描电镜却可以很容易完成使用扫描电镜观察分析镀层表面形貌是方便、易行的最有效的方法，样品无需制备，只需直接放入样品室内即可放大观察[3]。
3.4显微组织及超微尺寸材料的研究钢铁材料中诸如回火托氏体、下贝氏体等显微组织非常细密，用光学显微镜难以观察组织的细节和特征在进行材料、工艺试验时，如果出现这类组织，可以将制备好的金相试样深腐蚀后，在扫描电镜中鉴别下贝氏体与高碳马氏体组织在光学显微镜下的形态均呈针状，且前者的性能优于后者。
但由于光学显微镜的分辨率较低，无法显示其组织细节，故不能区分电子显微镜却可以通过对针状组织细节的观察实现对这种相似组织的鉴别在电子显微镜下（SEM），可清楚地观察到针叶下贝氏体是有铁素体和其内呈方向分布的碳化物组成。
3.5定向合金分偏析的研究镍基高温合金是燃气轮发动机的重要材料。
其熔点高，抗蚀性好，并能融入一些其他元素以提高合金的各种性能，因而获得广泛使用。
近年来铸造新工艺，特别是定向凝固技术的发展，使定向凝固部件代替了变形部件，但是镍基合金成分复杂。
定向合金DZ-22含10种元素，每种元素在合金中都有其独特的作用，他的分布明显影响到合金的结构性能。
全面了解元素在合金各部分的分布规律是很重要的。
然而在铸造合金本身偏析较大，用其他方法测定微观偏析相当困难。
国内董玉琢等人利用JXA-733探针对DX-22合金进行了元素偏析研究主要探讨了添加不同量的Hf后元素偏析的变化，以及同一板材不同距冷却板不同距离的影响。
北京钢铁学院任允蓉在透射电镜上用x射线能谱仪研究了微量元素在晶界上的偏析。
采用沿晶界拉长束斑及分段积分法以及减少污染，提高分析精度，获得了较好的效果[4]。
4透射电镜的工作原理电子显微镜与光学显微镜的成像原理基本一样，所不同的是前者用电子束作光源，用电磁场作透镜。
另外，由于电子束的穿透力很弱，因此用于透射电镜的标本须制成厚度约50nm左右的超薄切片。
这种切片需要用超薄切片机（ultramicrotome）制作。
电子显微镜的放大倍数最高可达近百万倍、由照明系统、成像系统、真空系统、记录系统、电源系统5部分构成，如果细分的话：主体部分是电子透镜和显像记录系统，由置于真空中的电子枪、聚光镜、物样室、物镜、衍射镜、中间镜、投影镜、荧光屏和照相机。
透射电子显微镜（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，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。
在放大倍数较低的时候，TEM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TEM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透射电子显微镜的成像原理可分为三种情况[5]：∙吸收像：当电子射到质量、密度大的样品时，主要的成相作用是散射作用。
样品上质量厚度大的地方对电子的散射角大，通过的电子较少，像的亮度较暗。
早期的透射电子显微镜都是基于这种原理。
∙衍射像：电子束被样品衍射后，样品不同位置的衍射波振幅分布对应于样品中晶体各部分不同的衍射能力，当出现晶体缺陷时，缺陷部分的衍射能力与完整区域不同，从而使衍射波的振幅分布不均匀，反映出晶体缺陷的分布。
∙相位像：当样品薄至100Å以下时，电子可以穿过样品，波的振幅变化可以忽略，成像来自于相位的变化5透射电镜的构成TEM系统由以下几部分组成∙电子枪：发射电子，由阴极、栅极、阳极组成。
阴极管发射的电子通过栅极上的小孔形成射线束，经阳极电压加速后射向聚光镜，起到对电子束加速、加压的作用。
∙聚光镜：将电子束聚集，可用已控制照明强度和孔径角。
∙样品室：放置待观察的样品，并装有倾转台，用以改变试样的角度，还有装配加热、冷却等设备。
∙物镜：为放大率很高的短距透镜，作用是放大电子像。
物镜是决定透射电子显微镜分辨能力和成像质量的关键。
∙中间镜：为可变倍的弱透镜，作用是对电子像进行二次放大。
通过调节中间镜的电流，可选择物体的像或电子衍射图来进行放大。
∙透射镜：为高倍的强透镜，用来放大中间像后在荧光屏上成像。
∙此外还有二级真空泵来对样品室抽真空、照相装置用以记录影像[6]6透射电镜在材料科学中的应用6.17055铝合金EDS分析铝合金在加工和热处理过程中，微观组织会发生一系列变化，但是有时候却很难分辨其微观组织的成分，从而很难辨别微观组织与性能之间微妙的关系。
此时我们可以借助能谱微区分析。
在时效120℃/24h状态下，利用EDS分析晶粒内部基体上微区成分。
在时效120℃/24h状态下，其基体主要化学成分为Al，Zn和Cu元素。
在时效120℃/24h状态下，利用EDS分析晶界处微区成分。
在时效120℃/24h状态下，其晶界区域主要化学成分为Al，Zn和Cu元素。
但是由对比可发现，Cu和Zn的含量在晶界处比基体高一些，从而推断出晶界处的析出相中所含Cu和Zn元素比基体上高一些。
7055铝合金是典型的热处理可强化高强铝合金，它有很高的强度和优良的力学性能。
热处理过程中，在470℃/1h固溶时晶界变细，基体形成过饱和固溶体；120℃/1h时效时基体内有球状的GP区形成；时效120℃/24h，基体内部分GP区逐渐转变为棒状η′相。
7小结在材料学领域迅速发展的今天，电子显微镜为其研究插上了飞速发展的翅膀。
在电子显微镜发展的同时，一些提高电镜的分析手段和分辨率的设备也得到了更进一步的发展，如像散器，高角度环形暗场技术，球差校正等。
虽然现在电子显微镜已经发展到了一定的高度，但是仍需要在动态技术、低真空、高电压、高分辨率以及原位场技术方向发展。
所以这给在电子显微学领域研究的科学家提出了更大的挑战，这些技术的成熟发展也需要很长一段路要走[7]。