TEM制样方法及详细步骤
透射电镜制样流程

透射电镜制样流程透射电镜(Transmission Electron Microscopy,TEM)制样是指通过一系列的化学和物理方法来制取透射电镜所需的样品。
透射电镜是一种高分辨率的显微镜,可以在纳米尺度下观察材料的原子结构和微观形态。
为了获取高质量的TEM图像,制样过程非常关键。
下面将详细介绍透射电镜制样的流程。
1.样品制备:样品可以是纳米颗粒、薄膜、纤维或生物样品等。
首先,准备适宜的基底材料,如碳膜覆盖的铜网格或碳膜覆盖的铜刀片。
样品通常需要制成非常薄的切片,通常在50到100纳米的厚度范围内。
制备方法包括机械切割、电解石蠟切片、离子切割或电离蚀刻等。
2.固定和固化:对于生物样品,需要先进行固定处理,以保持样品的形态和结构。
常用的固定剂包括戊二醛、酸性醛或重金属盐。
然后,固定的样品需要进一步处理以固化,如用过氧化物、树脂或聚合物进行浸渍,以增加样品的稳定性。
3.切割和悬浮:将固化的样品切割成适当的尺寸和形状。
使用超微切割机、离子切割仪或其他切割工具进行切割。
切割后,样品通常会悬浮在水或有机溶液中,以便进一步处理。
4.脱水和对比染色:脱水是将样品从水中逐渐转移到有机溶剂中的过程。
这种处理可以控制样品的体积,以减少对比染色和观察中的伪影。
脱水通常通过渗透固定液逐渐转移,然后通过有机溶剂(如醋酸乙酯、丙酮或丙二醇)进行交换。
5.嵌入:将样品嵌入到透明的聚合物或树脂中。
嵌入过程中,通常采用逐渐增加浓度的树脂混合物,以确保样品得到完全浸透。
然后,将样品与树脂进行硬化,通常在高温下进行。
6.超薄切片:将固化的样品切割成非常薄的切片。
使用超薄切片机和钻磨刀片进行切割。
切割后的切片应尽快收集并转移到透明的铜网格或铜刀片上。
7.超薄切片处理:超薄切片通常需要进行后继处理以增强对比度和解决其他问题。
这可能包括染色、胶层增强或薄膜剥离等方法。
8.观察:将制备好的样品放入透射电镜中进行观察。
在观察前,样品需要在真空中或过氮气中去除气泡和其他杂质。
透射电镜制样步骤以及注意事项

透射电镜制样步骤以及注意事项透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope,简称TEM)是目前最常用的高分辨率电子显微镜,可以用于观察物质的微观结构。
制备TEM样品的过程非常重要,下面将详细介绍TEM制样的步骤以及需要注意的事项。
制备TEM样品的步骤一般包括样品的选择、固定与固化、切片、薄化、网格制备和贴膜等。
第一步是样品的选择,样品应具有研究价值且适合观察。
例如,生物样品可以是细胞、组织或器官的薄片,金属样品可以是扁平的块状、粉末或薄膜等。
第二步是固定与固化。
对于生物样品,常用的固定方法包括浸泡法、灌注法和切片冷冻法;对于无机样品,可以使用固定剂将样品固定在固定剂中。
第三步是切片。
将固定好的样品切割成薄片,一般要求薄片的厚度在100 nm以下,通常使用超薄切片机来进行切割。
第四步是薄化。
将切割好的样品进行薄化处理,使其达到TEM观察所需的薄度。
常见的薄化方法有机械薄化、电化学薄化和离子薄化等。
第五步是网格制备。
将薄化好的样品放置在铜网格上,网格的选取应该根据所研究样品的性质和需要进行选择。
最后一步是贴膜。
将组织切片或带有样品的网格进行贴膜,以保护样品并提高图像的对比度。
在以上步骤中,需要注意的事项有:1.样品在制备过程中要避免受到污染或氧化,尽量在纯净无尘的环境中进行操作。
2.固定剂的选择要合理,不同的样品可能需要使用不同的固定剂,应根据需要进行选择。
3.切片时要注意刀片的尖锐度和切割角度,以免对样品造成损伤或变形。
4.薄化过程中要控制好加工参数,以保证样品的均匀薄化。
5.制作网格时应选择合适的网格尺寸和类型,以适应观察需求。
6.贴膜时要使薄膜均匀平整,并避免出现气泡或杂质。
总之,TEM制样是一项复杂而关键的过程,要保证样品的质量和可观察性,需要仔细选择方法、控制操作参数、注意样品的保护与处理。
合理的样品制备能够获得高质量的TEM图像,并提供准确的实验数据和结论。
tem试样制备方法

tem试样制备方法
以下是制备TEM试样的三种主要方法:
1. 切割法:对于大块样品,可以使用切割机或电离子切割机将其切割成薄片。
切割时,需要控制切割角度和速度,以确保切割出的薄片表面光滑。
切割后的薄片需要进行抛光和清洗,以去除表面污染和毛刺。
2. 磨薄法:对于小样品或脆性样品,可以使用磨薄机将其磨成薄片。
磨薄时,需要控制磨头和样品之间的距离和速度,以避免破坏样品。
磨薄后的样品需要进行抛光和清洗。
3. 离子蚀刻法:对于某些材料,如半导体材料和金属材料,可以使用离子蚀刻法制备TEM样品。
离子蚀刻可以将样品表面逐渐去除,直到获得透明的
薄片。
离子蚀刻过程需要控制离子束的能量和流量,以避免样品表面的损伤。
在制备TEM试样之后,需要将其固定在网格上,以便放置到TEM中进行分析。
网格应该是无污染的,通常使用碳膜或氧化亚铜薄膜制成。
将样品放置在网格上时,需要控制样品和网格之间的距离和角度,以确保样品位于
TEM光束路径。
以上方法仅供参考,具体操作需要根据不同的材料和实验需求进行选择和调整。
透射电镜细胞样品制备流程

透射电镜细胞样品制备流程透射电镜细胞样品制备流程概述透射电镜(TEM)是一种常用于观察细胞结构和超微结构的高分辨率显微镜。
样品制备是进行TEM观察的关键步骤,正确的制备流程能够保证样品的质量和结构完整性。
流程步骤1.选择适合的细胞样品–根据研究目的选择不同类型的细胞样品,如培养细胞、动物细胞组织或植物细胞等。
–样品选择要考虑细胞生长状态、形态和结构的要求。
2.采集样品–从培养皿中取出细胞,或从动物或植物组织中切取适当大小的样品。
–注意避免样品受到污染或损坏。
3.固定样品–使用适当的固定剂,如戊二醛、冰醋酸或凝胶固定剂,对样品进行固定处理。
–固定剂的选择要根据样品类型和所需观察结构的特点。
4.去除固定剂–使用缓冲液或盐水洗涤样品,去除多余的固定剂。
–洗涤时间和次数需根据固定剂的种类和浓度进行调整。
5.后续处理–为了进一步增强对样品的对比度和分辨率,可以对样品进行染色处理。
–常用的染色剂包括重质金属盐、乙酸铀和铅染色剂等。
6.样品包埋–涂覆样品表面的浸渍剂,如环氧树脂或丙烯酸树脂。
–用于支撑样品的网格可以放置在浸渍剂中。
7.制备超薄切片–使用超薄切片机将包埋的样品切割成透明的超薄切片。
–切片的厚度通常控制在70-100纳米之间。
8.将切片转移到网格上–使用特殊工具将切片转移到电子显微镜用的网格上。
–要小心操作,避免切片受到损坏或污染。
9.干燥和稳定–将转移到网格上的切片进行脱水和干燥处理,以提高稳定性。
–常见的方法包括用醇溶液进行脱水,然后使用气体吹干。
10.开始透射电镜观察–将处理完的样品装入透射电镜,调整参数和放大倍数。
–进行细胞结构和超微结构的观察和拍摄。
结论透射电镜细胞样品制备是进行TEM观察的关键步骤。
通过选择合适的细胞样品、适当的固定、去固定剂和染色处理,以及正确的样品包埋和超薄切片制备,可以确保样品的质量和结构完整性。
准确无误的制备流程能够为细胞学研究提供可靠的数据支持。
注意事项1.样品的选择要根据研究目的和所需观察结构的特点进行。
tem制样过程

TEM制样过程主要包括以下步骤:
样品准备:选择适当的样品,可以是粉末、薄膜、表面复型或萃取复型等。
对于不同性质的样品,需要采用不同的制样方法。
减薄样品:为了使电子束能够穿透样品,需要将样品减薄。
常用的减薄方法有机械研磨、化学腐蚀、电解抛光等。
在减薄过程中,需要控制减薄的程度和速度,避免样品过薄或损坏。
安装样品:将制备好的样品安装在TEM的样品杆上,确保样品稳定且不会移动。
调整电子束方向:在TEM中,需要调整电子束的方向和角度,以便观察样品的特定区域或特定取向。
观察和记录:在观察过程中,需要调整放大倍数和亮度等参数,以便观察到样品的细节和特征。
同时,需要记录观察到的结果,如样品的形貌、结构、成分等。
分析结果:根据观察和记录的结果,对样品的性质和结构进行分析和解释。
总的来说,TEM制样过程需要精心准备样品,并熟练掌握制样技术和方法,以确保观察结果的准确性和可靠性。
tem截面样品的制备

tem截面样品的制备
TEM(透射电子显微镜)截面样品的制备通常包括以下步骤:
1. 样品选择:选择需要观察的材料,并根据研究目的确定采样位置。
2. 机械切割:使用机械切割工具(如钢丝锯、金刚石刀片等)将样品切割成较小的块状或薄片。
3. 粗磨和打磨:使用研磨机、砂纸或研磨液对样品进行粗磨和打磨,以去除切割过程中引入的痕迹和不平整表面。
4. 薄化:使用离心切割机、电解腐蚀或离子蚀刻等方法使样品变得足够薄。
这一步旨在减小样品的厚度,以便光线能够透过并进入透射电子显微镜。
5. 悬浮和转移:将薄片从切割基底上悬浮并转移到供应载玻片或网格碳膜上。
可以使用特殊夹持装置或粘贴剂来帮助悬浮和转移过程。
6. 电子束刻蚀:使用电子束蚀刻机对样品进行细微的刻蚀
处理,以去除可能存在的氧化物或其他杂质,并提高样品表面的平整度。
7. 清洗和干燥:用溶剂或超声波清洗样品,以去除表面的污染物。
然后将样品在低压条件下干燥,避免水分残留。
8. 检验和观察:使用透射电子显微镜观察和记录样品的截面形貌和微结构信息。
需要注意的是,TEM截面样品制备过程中的每个步骤都需要谨慎操作,以确保样品的质量和可观察性。
具体的制备方法和工艺参数可能会因不同的样品类型和研究需求而有所差异。
TEM样品制备技术大全

TEM样品制备技术中国科学院物理研究所王凤莲2004.9.20TEM样品制备技术TEM样品制备在电子显微学研究工作中,起着至关重要的作用,是非常精细的技术工作。
透射电子显微镜样品制备前言一平面样品制备1.切割2.平面磨3.钉薄二截面样品制备三粉末样品制备四离子减薄样品前言要想得到好的TEM结果,首先要制备出好的薄膜样品,TEM样品制备在电子显微学研究中起着非常重要的作用。
传统的常规制备方法很多,例如:化学减薄、电解双喷、解理、超薄切片、粉碎研磨、聚焦离子束、机械减薄、离子减薄,这些方法都能制备出较好的薄膜样品。
目前新材料的发展日新月异,给样品制备提出了更高的要求。
样品制备的发展方向应该是制备时间更短,电子穿透面积更大,薄区的厚度更薄,高度局域减薄。
TEM样品类型块状:用于普通微结构研究平面:用于薄膜和表面附近微结构研究横截面样品:均匀薄膜和界面的微结构研究小块物体:粉末,纤维,纳米量级的材料透射样品制备工艺图500μm80μm 3mm‹5μm2.5mm1. 切割2. 平面磨3. 钉薄4. 离子减薄生长面衬底平面:表面观察,表面的均匀度,缺陷,相分凝等。
截面:生长形态信息,各层的原子结构,界面结构,缺陷等。
一平面样品制备1.切割样品方法很多,可以用超声切割,冲压器冲获得Ф3mm圆片,如果你没有上面这两种工具,可以用其他任何方法,把样品切成小块,无论是长方形还是方形,只要对角线不超过3mm,长边2.5mm即可。
把切好的样品在加热炉上粘到磨具上,自然冷却后就可以平磨了。
2. 平面磨•简单的平面磨可以产生大面积的薄区,但却使样品过于脆弱,很容易损坏,以我们的经验,一般Si材料可以平磨到50μm左右,对于脆性材料可适当增加厚度。
•手工平磨时,应采用不断变换样品角度,或者沿“8”字轨迹的手法。
如图示:P1500P20001μm金刚石膏可以避免过早出现样品边缘倾角,用粒度p1500→P2000→1μm 金刚石抛光膏抛光,每更换一次砂纸用水彻底清洗样品。
TEM单晶硅片样品制备方法

TEM硅片样品制备参考设备TEM硅片样品制备参考流程具体参考流程第一步:切割具体:1.1 将样品台放置在加热台上,加热5分钟后加一些石蜡,并在熔解可流动的蜡上放置载玻片;1.2 在载玻片上加一些石蜡,将样品放置在载玻片上,将样品台移下加热台,冷却至室温;1.3 升起切割工具,将样品台定位在其下方,降低切割工具至样品上,直到底部弹簧活动台水平刻度盘中的刻度线在中心记号的下面,旋转刻度表盘,直到指针调整到零;1.4 用竹签在样品需切区域加少许切割磨粒和水制作而成的泥浆;1.5 落下切割工具到泥浆中,直到底部弹簧活动台水平刻度盘中的刻度线在中心记号的下面,打开圆片切割机,调节频率旋钮进行切割,刻度表盘的读数即为切割的厚度。
1.6 切割完毕,关掉电源开关,升高切割工具。
过几分钟,清洗切割工具;1.7 把样品台放在加热台上加热,待蜡熔解后,用小镊子夹起圆片样品,并放置丙酮中清洗,移除上面的石蜡;注意事项:1.1 振荡器开的情况下,不要触摸切割工具的末端,会造成严重烫伤;1.2 被切割样品,可能会陷入切割工具中。
通常这种样品可以在振动器工作的状态下,使用流动的水将样品冲出来;如果不成功,用专用工具拆下切割头,然后用竹签从另一方向将样品慢慢顶出1.3 当圆片切割机不使用时,清洗切割工具,用纸擦干,关闭电源开关。
第二步:单面抛光具体:2.1 校准a.将空样品台放在圆片研磨盘中,转动旋钮使样品台位于研磨盘平面之下;b.取一个干净的载玻片,滴一滴水,盖在研磨盘中央,并且压紧载玻片,可以看到在研磨盘和载玻片之间有水纹存在;c.慢慢转动小的黑色旋钮,使样品台慢慢升起,并且观察水纹,当水纹刚刚有变化的时候,调节大的黑色旋钮将刻度盘的“0”调节到指示线位置。
2.2 操作a.将粘有样品的样品台放入研磨盘中;b.旋动小的黑色旋钮使样品台下降,指示线所指示的刻度为样品预留厚度;c.从粗砂纸到细砂纸逐渐进行研磨至所需厚度。
第三步:凹坑具体:3.1 把样品台放到加热台上,加热5分钟后加少许石蜡,粘上样品;3.2 使用Gatan623手动研磨盘,在1000号的砂纸上,将样品研磨至80μm左右;3.3 将粘有样品的圆柱台放在凹坑仪上,启动TABLE马达,在显微镜下调整样品台位置,对样品定位对中;3.4 加20 g的配重载荷,选择中等打磨速度,装上研磨轮,并小心地把磨轮降到样品台没有样品的地方,逆时针旋转微米进程驱动器,使刻度盘指示器的指针转满一整圈后刚好停在零点位置;按下ZERO,设置零点;3.5 旋转升降凸轮,把研磨轮放到样品表面上:刻度盘指示器显示样品材料和固定蜡的总厚度;3.6 用竹签放入少量6μm金刚石研磨膏到铜研磨轮和样品上,加蒸馏水润滑;同时开启两个马达开始研磨,研磨过程需随时加蒸馏水润滑;3.7 研磨完毕后,在轮轴上换上3μm抛光轮,彻底清除掉样品上残留的研磨膏,把样品台放回磁转盘上,用显微镜对中;调节载荷和转速,降下抛光轮对样品进行粗抛光;3.8 取下样品台,把粗抛光过程中残留的抛光膏完全冲掉;换上新的抛光轮,使用粒度为0.05μm的氧化铝抛光膏继续抛光,需随时观察、加蒸馏水润滑;3.9 抛光完毕后,冲洗抛光轮,擦拭轮轴;用棉签清洁、冲洗样品;3.10 将样品连同样品台同时放入丙酮溶液中,待样品自行脱落后取出样品。
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由透射电镜的工作原理可知,供透射电镜分析的样品必须对电子束是透明的;此外,所制得的样品还必须可以真实反映所分析材料的某些特征,因此,样品制备在透射电子显微分析技术中占有相当重要的位置,也是一个涉及面很广的题目。
大体上透射电镜样品可分为间接样品和直接样品。
我们下面将对间接样品的制备作简单介绍。
间接样品“复型”可以分为五步来进行:第一步,在拟分析的样品表面滴一滴丙酮,将醋酸纤维素薄膜即A.C.纸覆盖其上,适当按压形成不夹气泡的一级复型;第二步,待上述一级复型干燥后,小心地将其剥离,并将复制面向上平整地固定在玻璃片上;第三步,将固定好复型地玻璃片连同一白瓷片置于真空镀膜室中,以垂直方向喷涂碳,以制备由塑料和碳膜构成地“复合复型”。
白色瓷片表面在喷碳过程中颜色的变化可以表示碳膜的厚度。
第四步,将复合复型上要分析的区域剪为略小于样品台钢网的小方块后,使碳膜面朝里,贴在事先熔在干净玻璃片上的低熔点石蜡层上,石蜡液层冷凝后即把复合膜块固定在玻璃片上。
将该玻璃片放入丙酮液中,复合复型的A.C.纸在丙酮中将逐渐被溶解,同时适当加热以溶解石蜡。
最后,待AC纸和石蜡溶解干净后,碳膜(即二级复型)将漂浮在丙酮液中,将其转移至清洁的丙酮液中清洗后,再转移至盛蒸馏水的器皿中。
此时,由于水的表面张力,碳膜会平展地漂浮在水面,用样品铜网将其捞起,干燥后即可置于电镜下观察。
透射电镜的样品制备是一项较复杂的技术,它对能否得到好的TEM像或衍射谱是至关重要的.投射电镜是利用样品对如射电子的散射能力的差异而形成衬度的,这要求制备出对电子束"透明"的样品,并要求保持高的分辨率和不失真.电子束穿透固体样品的能力主要取决加速电压,样品的厚度以及物质的原子序数.一般来说,加速电压愈高,原子序数愈低,电子束可穿透的样品厚度就愈大.对于100~200KV的透射电镜,要求样品的厚度为50~100nm,做透射电镜高分辨率,样品厚度要求约15nm(越薄越好).透射电镜样品可分为:粉末样品,薄膜样品,金属试样的表面复型.不同的样品有不同的制备手段,下面分别介绍各种样品的制备.(1)粉末样品因为透射电镜样品的厚度一般要求在100nm以下,如果样品厚于100nm,则先要用研钵把样品的尺寸磨到100nm以下,然后将粉末样品溶解在无水乙醇中,用超声分散的方法将样品尽量分散,然后用支持网捞起即可.(2)薄膜样品绝大多数的TEM样品是薄膜样品,薄膜样品可做静态观察,如金相组织;析出相形态;分布,结构及与基体取向关系,错位类型,分布,密度等;也可以做动态原位观察,如相变,形变,位错运动及其相互作用.制备薄膜样品分四个步骤:a将样品切成薄片(厚度100~200微米),对韧性材料(如金属),用线锯将样品割成小于200微米的薄片;对脆性材料(如Si,GaAs,NaCl,MgO)可以刀将其解理或用金刚石圆盘锯将其切割,或用超薄切片法直接切割.b切割成φ3mm的圆片用超声钻或puncher将φ3mm薄圆片从材料薄片上切下来.c预减薄使用凹坑减薄仪可将薄圆片磨至10μm厚.用研磨机磨(或使用砂纸),可磨至几十μm.d终减薄对于导电的样品如金属,采用电解抛光减薄,这方法速度快,没有机械损伤,但可能改变样品表面的电子状态,使用的化学试剂可能对身体有害.对非导电的样品如陶瓷,采用离子减薄,用离子轰击样品表面,使样品材料溅射出来,以达到减薄的目的.离子减薄要调整电压,角度,选用适合的参数,选得好,减薄速度快.离子减薄会产生热,使样品温度升至100~300度,故最好用液氮冷却样品.样品冷却对不耐高温的材料是非常重要的,否则材料会发生相变,样品冷却还可以减少污染和表面损伤.离子减薄是一种普适的减薄方法,可用于陶瓷,复合物,半导体,合金,界面样品,甚至纤维和粉末样品也可以离子减薄(把他们用树脂拌合后,装入φ3mm金属管,切片后,再离子减薄).也可以聚集离子术(FIB)对指定区域做离子减薄,但FIB很贵.对于软的生物和高分子样品,可用超薄切片方法将样品切成小于100nm的薄膜.这种技术的特点是样品不会改变,缺点是会引进形变.(3)金属试样的表面复型即把准备观察的试样的表面形貌(表面显微组织浮凸)用适宜的非晶薄膜复制下来,然后对这个复制膜(叫做复型)进行透射电镜观察与分析.复型适用于金相组织,断口形貌,形变条纹,磨损表面,第二相形态及分布,萃取和结构分析等.制备复型的材料本身必须是"无结构"的,即要求复型材料在高倍成像时也不显示其本身的任何结构细节,这样就不致干扰被复制表面的形貌观察和分析.常用的复型材料有塑料,真空蒸发沉积炭膜(均为非晶态物质).常用的复型有:a塑料一级复型,分辨率为10~20nm;b炭一级复型,分辨率2nm,c塑料-炭二级复型,分辨率10~20nm;d萃取复型,可以把要分析的粒子从基体中提取出来,这种分析时不会受到基体的干扰.除萃取复型外,其余复型只不过是试样表面的一个复制品,只能提供有关表面形貌的信息,而不能提供内部组成相,晶体结构,微区化学成分等本质信息,因而用复型做电子显微分析有很大的局限性,目前,除萃取复型外,其他复型用的很少.TRANSMISSIONELECTRONMICROSCOPE利用电子,一般是利用电子透镜聚焦的电子束,形成放大倍数很高的物体图像的设备。
电子显微镜(以下简称电镜)属电子光学仪器。
由于电子的德布罗意波波长比光波短几个量级,所以电镜具有高分辨成像的能力。
首先发明的是透射电镜,由M.诺尔和E.鲁斯卡于1932年发明并突破了光学显微镜分辨极限。
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,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0.2?m、光学显微镜下无法看清的结构,又称"亚显微结构"。
透射电镜(TEM) 样品必须制成电子能穿透的,厚度为100~2000埃的薄膜。
成像方式与光学生物显微镜相似,只是以电子透镜代替玻璃透镜。
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100?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。
透射电镜衬度(反差)的来源TEM衬度的形成,物镜后焦面是起重要作用的部位。
电子经样品散射后,相对光轴以同一角度进入物镜的电子在物镜后焦面上聚焦在一个点上。
散射角越大,聚焦点离轴越远,如果样品是一个晶体,在后焦面上出现的是一幅衍射图样。
与短晶面间距(或者说"高空间频率")对应的衍射束被聚焦在离轴远处。
在后焦面上设有一个光阑。
它截取那一部分电子不但对衬度,而且对分辨本领有直接的影响。
如果光阑太小,把需要的高空间频率部分截去,那么和细微结构对应的高分辨信息就丢失了(见阿贝成像原理)。
样品上厚的部分或重元素多的部分对电子散射的几率大。
透过这些部分的电子在后焦面上分布在轴外的多。
用光阑截去部分散射电子会使"质量厚度"大的部位在像中显得暗。
这种衬度可以人为地造成,如生物样品中用重元素染色,在材料表面的复形膜上从一个方向喷镀一层金属,造成阴阳面等。
散射吸收(指被光阑挡住)衬度是最早被人们所认识和利用的衬度机制。
就表面复型技术而言,它的分辨本领可达几十埃。
至于晶体样品的衍衬像和高分辨的点阵像的衬度来源,见点阵像和电子衍衬像。
应用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。
所以用透射电子显微镜观察时的样品需要处理得很薄。
常用的方法有:超薄切片法、冷冻超薄切片法、冷冻蚀刻法、冷冻断裂法等。
对于液体样品,通常是挂预处理过的铜网上进行观察。
透射电镜的样品制备是一项较复杂的技术,它对能否得到好的TEM像或衍射谱是至关重要的.投射电镜是利用样品对如射电子的散射能力的差异而形成衬度的,这要求制备出对电子束"透明"的样品,并要求保持高的分辨率和不失真.电子束穿透固体样品的能力主要取决加速电压,样品的厚度以及物质的原子序数.一般来说,加速电压愈高,原子序数愈低,电子束可穿透的样品厚度就愈大.对于100~200KV的透射电镜,要求样品的厚度为50~100nm,做透射电镜高分辨率,样品厚度要求约15nm(越薄越好).'_+n*a8c$[:m2n4b 透射电镜样品可分为:粉末样品,薄膜样品,金属试样的表面复型.不同的样品有不同的制备手段,下面分别介绍各种样品的制备.??|*D$h1{5Q3[:G$f%x'h5h1G(1)粉末样品因为透射电镜样品的厚度一般要求在100nm以下,如果样品厚于100nm,则先要用研钵把样品的尺寸磨到100nm以下,然后将粉末样品溶解在无水乙醇中,用超声分散的方法将样品尽量分散,然后用支持网捞起即可.7o8[#b.m+y;L+|9q0y3C(2)薄膜样品绝大多数的TEM样品是薄膜样品,薄膜样品可做静态观察,如金相组织;析出相形态;分布,结构及与基体取向关系,错位类型,分布,密度等;也可以做动态原位观察,如相变,形变,位错运动及其相互作用.制备薄膜样品分四个步骤:a将样品切成薄片(厚度100~200微米),对韧性材料(如金属),用线锯将样品割成小于200微米的薄片;对脆性材料(如Si,GaAs,NaCl,MgO)可以刀将其解理或用金刚石圆盘锯将其切割,或用超薄切片法直接切割.b切割成φ3mm的圆片用超声钻或puncher将φ3mm薄圆片从材料薄片上切下来.c预减薄使用凹坑减薄仪可将薄圆片磨至10μm厚.用研磨机磨(或使用砂纸),可磨至几十μm.4c'\!y6D1Rd终减薄对于导电的样品如金属,采用电解抛光减薄,这方法速度快,没有机械损伤,但可能改变样品表面的电子状态,使用的化学试剂可能对身体有害.;E4S&d(S;i"X-N!?6j对非导电的样品如陶瓷,采用离子减薄,用离子轰击样品表面,使样品材料溅射出来,以达到减薄的目的.离子减薄要调整电压,角度,选用适合的参数,选得好,减薄速度快.离子减薄会产生热,使样品温度升至100~300度,故最好用液氮冷却样品.样品冷却对不耐高温的材料是非常重要的,否则材料会发生相变,样品冷却还可以减少污染和表面损伤.离子减薄是一种普适的减薄方法,可用于陶瓷,复合物,半导体,合金,界面样品,甚至纤维和粉末样品也可以离子减薄(把他们用树脂拌合后,装入φ3mm金属管,切片后,再离子减薄).也可以聚集离子术(FIB)对指定区域做离子减薄,但FIB很贵.+B2A??p#`7]8}1I对于软的生物和高分子样品,可用超薄切片方法将样品切成小于100nm的薄膜.这种技术的特点是样品不会改变,缺点是会引进形变.(3)金属试样的表面复型即把准备观察的试样的表面形貌(表面显微组织浮凸)用适宜的非晶薄膜复制下来,然后对这个复制膜(叫做复型)进行透射电镜观察与分析.复型适用于金相组织,断口形貌,形变条纹,磨损表面,第二相形态及分布,萃取和结构分析等.制备复型的材料本身必须是"无结构"的,即要求复型材料在高倍成像时也不显示其本身的任何结构细节,这样就不致干扰被复制表面的形貌观察和分析.常用的复型材料有塑料,真空蒸发沉积炭膜(均为非晶态物质).'x9R-U1\!P#R常用的复型有:a塑料一级复型,分辨率为10~20nm;b炭一级复型,分辨率2nm,c塑料-炭二级复型,分辨率10~20nm;d萃取复型,可以把要分析的粒子从基体中提取出来,这种分析时不会受到基体的干扰.除萃取复型外,其余复型只不过是试样表面的一个复制品,只能提供有关表面形貌的信息,而不能提供内部组成相,晶体结构,微区化学成分等本质信息,因而用复型做电子显微分析有很大的局限性,目前,除萃取复型外,其他复型用的很少.一、样品要求1.粉末样品基本要求(1)单颗粉末尺寸最好小于1μm;(2)无磁性;(3)以无机成分为主,否则会造成电镜严重的污染,高压跳掉,甚至击坏高压枪;2.块状样品基本要求(1)需要电解减薄或离子减薄,获得几十纳米的薄区才能观察;(2)如晶粒尺寸小于1μm,也可用破碎等机械方法制成粉末来观察;(3)无磁性;(4)块状样品制备复杂、耗时长、工序多、需要由经验的老师指导或制备;样品的制备好坏直接影响到后面电镜的观察和分析。