透射电子显微镜实验
semtem实验报告
扫描电子显微镜与透射电子显微镜实验报告一、实验名称电子显微镜技术（TEM ﹠SEM ） 二、实验目的1、学习扫描电子显微镜和透射电子显微镜的原理。
2、基本掌握扫描电子显微镜的使用。
3、学习投射电子显微镜衍射花样的标定。
三、实验原理（一）电子与物质相互作用产生的信息当一束聚焦电子沿一定方向射到样品上时，在样品物质原子的为库仑电场作用下，入射电子方向将发生改变。
此现象称散射。
可分为两种：弹性散射和非弹性散射。
弹性散射，只改变方向，无能量变化；非弹性散射， 不仅改变方向，能量也有不同程度的衰减，衰减部分转变成热、光、射线、二次电子等有用的信息，如图1所示。
图1 （a ）入射电子产生的各种信息（b ）信息深度和广度范围1、二次电子当入射电子与原子核外电子相互作用时，会使原子失掉电子而变成离子，这种现象叫电离。
上述过程中脱离原子的电子就是二次电子。
从距表面10nm左右深度范围内激发出来的低能电子（<50eV）。
二次电子信息是扫描电镜成像的主要手段。
二次电子主要特点：（1) 反映样品表面起伏，对样品表面形貌敏感如图2所示，二次电子的产率大小顺序为：a<b<d<e or f(边缘效应),a<b<d<c(尖端效应) 。
图2 二次电子产生率（2）空间分辨率高尽管在电子的有效作用深度内都可产生二次电子，但因其能量很低，只有在接近表面10nm以内的二次电子才能逸出表面，可以接收。
这种信号反映的是一个与入射束直径相当的、很小体积范围的形貌特征，具有较高的空间分辨率。
目前扫描电镜中二次电子成像的分辨率可达3~6nm之间，透射电镜可达2~3nm。
（3）信号收集效率高2、背散射电子入射电子累计散射角超过90º ，重新从表面逸出，称为背散射电子。
从距表面0.1～1μm深度范围内散射回来的入射电子，能量近似入射电子能量。
背散射电子主要特点：（1）对样品物质的原子序数敏感背散射电子产生额（发射效率）δBE随原子序数Z的增大而增加，因此，背散射电子像的衬度与样品上各微区的成分密切相关。
透射电镜实验报告
透射电镜实验报告透射电子显微镜透射电子显微镜简称透射电镜，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”。
成像原理透射电子显微镜的成像原理可分为三种情况：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，从而使衍射钵的振幅分布不均匀，反映出晶体缺陷的分布。
相位像：当样品薄至100Å以下时，电子可以传过样品，波的振幅变化可以忽略，成像来自于相位的变化。
组件电子枪：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。
透射电子显微镜结构包括两大部分：主体部分为照明系统、成像系统和观察照相室；辅助部分为真空系统和电气系统。
电镜实验报告模板
一、实验名称[实验名称]二、实验目的1. 理解电镜的工作原理及其应用。
2. 掌握电镜样品制备的基本方法。
3. 学会使用电镜进行样品观察和拍照。
4. 分析电镜图像，提取有用信息。
三、实验原理电镜是一种利用电子束照射样品，通过电子与样品相互作用产生的信号来获取样品微观结构信息的仪器。
根据电子束与样品相互作用的方式不同，电镜可分为透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）两大类。
1. 透射电子显微镜（TEM）：利用电子束穿过样品，通过电子衍射、透射成像等方式获取样品的微观结构信息。
2. 扫描电子显微镜（SEM）：利用电子束扫描样品表面，通过二次电子、背散射电子等方式获取样品表面形貌和元素分布信息。
四、实验材料与设备1. 实验材料：- 样品：需根据实验目的选择合适的样品，如细胞、组织、薄膜等。
- 样品制备材料：如切片、冷冻剂、树脂等。
- 其他材料：如双面胶、碳膜、铜网等。
2. 实验设备：- 透射电子显微镜（TEM）- 扫描电子显微镜（SEM）- 切片机- 冷冻切片机- 光学显微镜- 离子溅射仪- 透射电子显微镜样品制备设备- 扫描电子显微镜样品制备设备五、实验步骤1. 样品制备：- 根据样品类型和实验目的选择合适的样品制备方法。
- 制备过程中注意保持样品的完整性。
- 样品制备完成后，进行适当的预处理，如洗涤、固定、脱水、包埋等。
2. 电镜观察：- 将制备好的样品放置在透射电子显微镜或扫描电子显微镜样品台上。
- 调整显微镜参数，如加速电压、聚焦、对比度等，直至获得清晰的图像。
- 观察样品的微观结构，如细胞器、晶体结构、表面形貌等。
3. 图像分析：- 使用图像分析软件对电镜图像进行处理和分析。
- 提取有用信息，如尺寸、形态、分布等。
六、实验结果与分析1. 实验结果：- 描述观察到的样品微观结构，如细胞器、晶体结构、表面形貌等。
- 展示电镜图像，如TEM图像、SEM图像等。
2. 结果分析：- 根据实验目的和理论分析，对实验结果进行解释和讨论。
TEM原理实验范文
TEM原理实验范文TEM（Transmission Electron Microscope，透射电子显微镜）原理实验是一种利用电子束对物质进行高分辨率成像的技术。
TEM原理实验可以用于观察材料的微观结构、获得元素成分、确定晶体结构等。
TEM原理实验需要的主要设备包括透射电子显微镜、样品准备设备和探测仪器等。
实验开始前需要先准备样品，将待观察的样品切割成极薄的截面，通常要求样品的厚度在几十纳米至几百纳米之间。
然后将样品安装在透明的载玻片或网格上，以便电子束的穿透。
实验开始时，将样品放置在透射电子显微镜的样品台上，并调整显微镜的参数使得电子束聚焦并垂直穿过样品。
通常实验者需要通过衍射图样或直接观察来确定电子束是否正确地穿过样品。
在实验中，电子束通过样品后，会与样品中的原子与电子发生相互作用。
根据不同的相互作用机制，我们可以获得不同的信息。
例如，透射电子显微镜可以通过对透射电子的弹性散射进行观察，获得材料的晶体结构信息；同时，通过对透射电子的能量散射进行分析，可以获得材料的元素成分信息。
透射电子显微镜的分辨率一般可以达到0.1纳米以下，因此可以观察到非常细微的结构细节。
然而，透射电子显微镜的实验操作对实验者的技术要求也非常高，因为束电子非常容易因各种因素而散射或被吸收，从而影响实验结果。
因此，在进行TEM原理实验时，实验者必须掌握基本的透射电子显微镜操作技巧，并且具备对样品的处理和分析能力。
总结起来，TEM原理实验通过透射电子束对样品进行观察和分析，可以获得材料的微观结构、元素成分等信息。
TEM技术在材料科学、生物医学等领域具有重要的应用价值，但也需要实验者具备一定的技术和分析能力。
植物细胞结构实验报告
植物细胞结构实验报告引言植物细胞是生物体中的基本结构单位，了解植物细胞的结构对于理解植物的生长、发育和生命活动具有重要意义。
本次实验旨在通过透射电子显微镜观察植物细胞的结构，并对其中的细胞膜、细胞壁、细胞质等进行描述和分析。
材料与方法材料：- 植物样本（葱皮、苹果皮）- 透射电子显微镜- 刀片- 乙醇- 甘油- 分析显微镜方法：1. 取一片葱皮或苹果皮组织，在显微镜下用刀片切割成极薄片。
2. 将切割好的组织片放入一瓶中含有乙醇和甘油的混合液中，浸泡1小时。
3. 用分析显微镜观察和记录样本在低倍放大时的特征。
4. 采用透射电子显微镜观察和记录样本在高倍放大时的细节结构。
结果与讨论观察结果在使用分析显微镜观察时，可以看到葱皮细胞和苹果皮细胞的整体结构。
细胞呈现出规则的长方形形状，并且有明确的边界。
细胞内可以观察到许多小颗粒状物质，这些物质被称为细胞质。
在使用透射电子显微镜观察时，我们进一步发现了组织的细节结构。
每个细胞都被一个薄膜包裹着，这被称为细胞膜。
细胞膜由磷脂双层组成，起着保护和选择性通透的作用。
细胞膜内部的细胞质富含有多种细胞器，包括线粒体、内质网和高尔基体等。
线粒体是细胞的能量中心，通过细胞呼吸过程产生能量。
内质网是一个复杂的膜系统，负责蛋白质的合成和运输。
高尔基体则负责分泌和细胞器的修复。
除了细胞膜外，细胞外部还有一个坚硬的外壳，被称为细胞壁。
细胞壁由纤维素组成，能够提供结构支持，并保护细胞免受外界环境的侵害。
讨论分析通过对植物细胞的观察，我们可以看到细胞内的各个组成部分，并了解到它们在维持细胞正常生活活动中的重要作用。
细胞膜是细胞的界限，它通过选择性通透，控制着物质的进出。
正是由于细胞膜的存在，细胞才能与外界环境进行物质交换，并保持自己内部环境的稳定。
细胞质中的细胞器则各自承担着特定的功能。
线粒体通过细胞呼吸过程产生能量，为细胞的生长和活动提供动力。
内质网负责合成和运输蛋白质，确保细胞正常结构和功能的维持。
水的透射电子显微镜观察实验
实验的局限性和改进方向
01
实验设备：透射电子显微镜的局限性，如分辨
率、放大倍数等
02
实验方法：实验方法的局限性，如样品制备、
观察角度等
03
数据分析：数据分析的局限性，如数据准确性、
数据处理方法等
04
实验结果：实验结果的局限性，如观察结果、
实验结论等
05
改进方向：针对实验局限性的改进方向，如提
高设备性能、改进实验方法、优化数据分析等
靠性。
实验结果对水分子研究的贡献
揭示了水分子的 结构：实验结果 揭示了水分子的 结构，包括氢原 子和氧原子的排 列方式，以及水 分子的电荷分布。
证明了水分子的极 性：实验结果证明 了水分子的极性， 即水分子中的氢原 子和氧原子之间的 电荷分布不均匀， 导致水分子具有极
性。
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揭示了水分子的热 力学性质：实验结 果揭示了水分子的 热力学性质，包括 水分子的热导率、 比热容等，这些性 质对于理解水的物 理化学性质非常重
样品标记：在样品容器 上标记样品名称、处理 方法等信息，便于实验 操作和结果分析
透射电子显微镜的操作
开机预热：仪 器在使用前应 预热30分钟。
波长校准：通 过标准试样对 电子波长进行 校准。
样品准备：将 待测样品切成 薄片，并固定 在铜网上。
样品安装：将 铜网放入透射 电子显微镜的 样品室中。
观察调整：调 整显微镜的焦 距和亮度，观 察样品的透射 电子显微图像。
04
探索水分子在生物体内的作用和功能
分析水分子间的相互作用
02
对水分子结构的影响：
氢键的存在使得水分子
01
在固态和液态时呈现出
特殊的结构和性质。
透射电子显微镜实验报告
透射电子显微镜（TEM）实验报告学院：班级：姓名：学号：2016年6月21日实验报告一、实验目的与任务1.熟悉透射电子显微镜的基本构造2.初步了解透射电镜操作过程。
3.初步掌握样品的制样方法。
4.学会分析典型组织图像。
二、透射电镜的结构与原理透射电镜以波长极短的电子束作为光源，电子束经由聚光镜系统的电磁透镜将其聚焦成一束近似平行的光线穿透样品，再经成像系统的电磁透镜成像和放大，然后电子束投射到主镜简最下方的荧光屏上而形成所观察的图像。
在材料科学研究领域，透射电镜主要可用于材料微区的组织形貌观察、晶体缺陷分析和晶体结构测定。
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，可缩短入射电子的波长。
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，这不仅可以放宽对试样减薄的要求，而且厚试样与近二维状态的薄试样相比，更接近三维的实际情况。
就当前各研究领域使用的透射电镜来看，其主要三个性能指标大致如下：加速电压：80～3000kV分辨率：点分辨率为0.2～0.35nm、线分辨率为0.1～0.2nm最高放大倍数：30～100万倍尽管近年来商品电镜的型号繁多，高性能多用途的透射电镜不断出现，但总体说来，透射电镜一般由电子光学系统、真空系统、电源及控制系统三大部分组成。
此外，还包括一些附加的仪器和部件、软件等。
有关的透射电镜的工作原理可参照教材，并结合本实验室的透射电镜，根据具体情况进行介绍和讲解。
以下仅对透射电镜的基本结构作简单介绍。
1.电子光学系统电子光学系统通常又称为镜筒，是电镜的最基本组成部分，是用于提供照明、成像、显像和记录的装置。
整个镜筒自上而下顺序排列着电子枪、双聚光镜、样品室、物镜、中间镜、投影镜、观察室、荧光屏及照相室等。
通常又把电子光学系统分为照明、成像和观察记录部分。
2.真空系统为保证电镜正常工作，要求电子光学系统应处于真空状态下。
透射电子显微镜的实验技巧与使用方法
透射电子显微镜的实验技巧与使用方法透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope，简称TEM）作为一种重要的材料科学与纳米科学研究工具，广泛应用于物质的微观结构分析。
然而，使用TEM进行观察和分析需要一些实验技巧和操作方法，以确保获得高质量的显微图像和可靠的实验结果。
本文将介绍透射电子显微镜的实验技巧和使用方法，以帮助读者更好地掌握这一强大工具。
第一部分：样品制备在进行TEM观察前，样品制备是至关重要的一步。
以下是一些常用的样品制备技巧：1. 薄片制备：将待观察的材料制备成足够薄的薄片，常用的方法有机械切割、离子蚀刻和离心旋涂等。
制备薄片时需注意避免产生裂纹和杂质。
2. 薄片转移到网格：将薄片转移到透射电子显微镜网格上，通常使用细钳和转移介质（如水和乙醇）进行操作。
转移过程需要小心以避免薄片折叠或粘附杂质。
第二部分：透射电子显微镜操作1. 启动与预热：在开始使用TEM之前，需要对其进行启动和预热。
启动过程包括电源接通、真空泵抽取空气以及透射电子显微镜主机预热。
预热时间可根据设备型号和要求进行设定。
2. 对准和聚焦：必须对TEM进行准确的样品对准和聚焦。
首先，通过观察屏幕上的光学显微镜图像，调整样品位置，使其准确对应TEM光学通道。
然后，通过微调操纵仪或操作面板上的聚焦控制旋钮对样品进行聚焦。
3. 选择倍率和放大：根据需要选择适当的倍率和放大倍数。
通常，低倍率可以提供较大的视野和全局信息，高倍率则可以提供更高分辨率和详细信息。
倍率过高可能导致图像模糊，倍率过低则可能丧失微观细节。
4. 稳定电流和时间控制：在TEM操作过程中，保持稳定的电流和时间控制至关重要。
电流的稳定性直接影响到图像质量和分辨率。
合理选择电流和控制时间以避免样品损伤。
第三部分：图像采集和分析1. 图像采集：在获得良好对准和聚焦的样品后，可以开始进行图像采集。
根据需求选择适当的图像模式，如亮场、暗场、选区电子衍射等。
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透射电子显微镜实验
一实验目的
1．了解透射电子显微镜的工作原理。
2．
二实验仪器
电子枪聚光镜系统
三实验原理
透射电子显微镜内部结构
图2表示：透射电子显微镜由电子枪(照明源、接地阳极、光阑等)、双聚光镜、物镜、中间镜、投影镜等组成.电子显微镜的热发射电子枪由高温的钨丝尖端发射电子，高级的场
发射电子枪在高电场驱动下通过隧道效应发射电子.场发射电子束的亮度显著提高，同时能量分散度(色差)显著减少,使电子束直径会聚到1nm以下仍有相当的束流.双聚光镜将电子枪发出的电子会聚到样品，经过样品后在下表面形成电子的物波，物波经过物镜、中间镜、投影镜在荧光屏或照相底片上形成放大象.
为了获得更高的性能，目前生产的新型TEM的结构更为复杂,如透镜有:聚光镜两个，会聚小透镜,物镜，物镜小透镜，三个中间镜，投影镜等.这样的结构可以在很大范围内改变像的放大倍数,并被用来实现扫描透射成像(STEM,需要利用偏转线圈)、微衍射和微分析(加上X 射线能谱仪).
透射电子显微镜光路图
图4
图4是透射电子显微镜阿贝成像原理光路图.物波在物镜的焦平面上形成衍射图样，各个衍射波经过透镜汇聚成第一中间像。
改变中间镜、投影镜电流(即改变它们的焦距)，将试样下表面的物波聚焦到荧光屏或底片上得到的是显微像(左).当中间镜、投影镜改变焦距将焦平面的衍射图样聚焦到荧光屏或底片上得到的是衍射图样(右).透射电子显微镜的一大优点是：可以同时提供试样的放大像和对应的衍射图样。
得到显微像后在第一中间象处放置选区光阑选出需要的局部图象，再次得到的衍射图样就是和选区(最小选区为几百nm)图像对应的电
子衍射图样.
先用闪烁的红色箭头表示试样、第一中间象、第二中间象和显微象的形成过程.接着用闪烁的三个圆斑表示物镜焦平面上的衍射图样经过中间镜和投影镜形成衍射图样的过程.
实验内容
实验的操作内容：
开机
A1.开总电源后，开冷却水电源，并确认其工作正常
A2.按下电镜主机上power方框内的EVAC键，可在20~30分钟达到高真空
加高压
B1.确认仪器处于高真空状态后，按一下power方框内的COL键
B2.置BIAS钮于适当的位置，按一下READY/OFF键，再按一下所选的高压键，高压将逐步达到所选值，从HV/BEAM表上可确认高压已加上。
B3.顺时针缓慢转动FILAMENT控制钮，同时观察HV/BEAM表，至速流饱和值并锁住。
（对于不同的灯丝，仪器管理人员已调整好一定的BIAS和FILAMENT钮的位置，故第2，3步不应作大的更动）
照明系统对中
C1.将观察模式调整到SA
C2.将所有的光阑移除
C3.用MAG键将放大倍数设定在5000倍。
C4.将束斑直径调整到3~5微米，用BRIGHTNESS控制钮将光斑调整到清晰
C5.逆时针方向旋转FILAMENT控制钮少许，可在荧光屏上观察到灯丝像，此时灯丝的激发状态是欠饱和的，调整BRIGHTNESS CENTERING将光点移到屏幕中央。
C6.将束斑直径调整到5微米，用BRIGHTNESS控制钮将光斑调整到清晰
C7.用BRIGHTNESS CENTERING将光点移到屏幕中央
C8.将束斑直径调整到1微米，用BRIGHTNESS控制钮将光斑调整到清晰
C9.用GUN HORIZ将光点移到屏幕中央
C10.重复C6到C9各步，直到光斑总是在屏幕中央
C11.将FILAMENT调回到束流饱和值
更换样品
D1.将样品台插入镜筒，注意插入过程中不要转动样品台
D2.将样品台的真空泵开关扳到EVAC档
D3.大约15秒钟后，SPEC EVAC指示灯（绿灯）会亮
常规型貌的观察
E1.切换到SCAN状态
E2.用BRIGHTNESS CENTERING钮将样品中感兴趣的部分移动到荧光屏中心E3.切换到ZOOM状态
E4.用BRIGHTNESS CENTERING钮移动样品作常规型貌的观察
实验结果
3微米5微米
1微米
思考题
1．为什么对照明系统的对中操作中，需要频繁地改变束斑的大小
答：由阿贝的观点来看,许多成像光学仪器就是一个低通滤波器,物平面包含从低频到高频的信息,透镜口径限制了高频信息通过,只许一定的低频通过,因此改变束斑的大小可使图像图像清晰.
2．对照明系统的对中操作中，为什么在束斑大的时候用BRIGHTNESS CENTERING调整，而在束斑小的时候用调整反过来会有什么效果
答：因为用BRIGHTNESS CENTERING调节时移动的幅度比较小，GUN HORIZ调节时幅度较大，若反过来不容易调准。