透射电子显微镜及其应用
透射电子显微镜在材料科学中的应用研究
透射电子显微镜在材料科学中的应用研究透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope，简称TEM）是一种非常强大且重要的工具，在材料科学中发挥着重要的作用。
本文将着重探讨TEM的应用研究，以展示其在材料科学领域中的重要意义和潜力。
首先，TEM可以提供高分辨率的图像，由于其采用了电子束替代了传统光学显微镜中的光线束，因此具有比传统光学显微镜更高的分辨率。
这使得TEM能够在原子尺寸的范围内观察和研究材料的微观结构和组成。
通过TEM，可以看到材料中的晶体缺陷、晶界、原子排列以及纳米颗粒的形态和分布等信息，从而为研究者提供更全面的材料性能分析。
其次，TEM还可以用于分析材料的化学成分。
通过透射电子显微镜的能谱分析功能，可以检测材料的元素组成和分布情况。
这对于研究材料中的微量元素、杂质或特定材料结构是非常关键的。
比如，在材料科学中研究合金材料时，通过使用TEM可以准确分析不同元素的分布、堆垛结构以及可能存在的相变现象，从而为合金材料的优化设计和开发提供了有力的支持。
另外，TEM还可以进行纳米材料的研究。
随着纳米科技的快速发展，各种纳米材料的制备和应用也受到了广泛关注。
通过TEM可以实时观察和研究纳米材料的形貌、大小、形态演变等特性。
举个例子，纳米颗粒在不同条件下的自组装过程可以通过TEM实时观察，从而为理解纳米材料的自组装机制和控制纳米结构提供了重要线索。
此外，TEM还可以用于研究材料的力学性能。
通过使用纳米压痕技术，可以将纳米尺度下材料的力学性能直接导入TEM，从而实时观察材料在纳米尺度下的力学行为。
这种研究方法可以为我们提供关于材料变形、断裂、塑性等方面的深入洞察。
综上所述，透射电子显微镜在材料科学中的应用研究具有重要意义。
TEM不仅能够提供高分辨率的图像，观察和研究材料的微观结构和组成，还能对材料的化学成分进行定量分析。
此外，TEM还可以用于纳米材料和力学性能的研究，为我们深入理解材料特性和设计材料性能提供了有力工具。
透射电子显微镜下的生物大分子结构解析
透射电子显微镜下的生物大分子结构解析一、透射电子显微镜技术概述透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope, TEM）是一种利用电子束穿透样品的高分辨率显微镜技术。
与传统的光学显微镜相比，透射电子显微镜能够提供纳米级别的分辨率，这使得它在生物大分子结构解析领域具有独特的优势。
本文将探讨透射电子显微镜在生物大分子结构解析中的应用，分析其原理、技术特点以及在生物科学领域的重要作用。
1.1 透射电子显微镜的基本原理透射电子显微镜的工作原理基于电子光学原理，电子束通过电磁透镜聚焦，穿透样品后，由检测器接收并转换成图像。
由于电子波长远小于可见光，因此TEM能够达到比光学显微镜更高的分辨率。
1.2 透射电子显微镜的技术特点透射电子显微镜具有以下技术特点：- 高分辨率：能够达到原子级别的分辨率，适合观察生物大分子的精细结构。
- 多模式成像：除了传统的透射成像外，还可以进行扫描透射成像（STEM）和电子衍射等。
- 样品制备要求：需要将生物样品制备成极薄的切片，以确保电子束的有效穿透。
- 环境控制：需要在高真空环境下操作，以避免电子束与空气分子的相互作用。
1.3 透射电子显微镜在生物大分子结构解析中的应用透射电子显微镜在生物大分子结构解析中的应用非常广泛，包括蛋白质、核酸、病毒等生物大分子的形态学研究和结构分析。
二、生物大分子结构解析的技术和方法生物大分子结构解析是一个复杂的过程，涉及多种技术和方法。
透射电子显微镜技术在这一过程中扮演着重要角色，但也需要与其他技术相结合，以获得更全面和准确的结构信息。
2.1 样品制备技术生物大分子的样品制备是结构解析的第一步，也是关键步骤之一。
透射电子显微镜要求样品必须足够薄，通常需要使用超微切割、冷冻断裂或聚焦离子束等技术来制备样品。
2.2 高分辨率成像技术高分辨率成像是获取生物大分子结构信息的基础。
透射电子显微镜通过优化电子束的聚焦、样品的放置和成像条件，可以获得高质量的图像。
透射电镜的结构原理及应用
透射电镜的结构原理及应用1. 介绍透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope，简称TEM）是一种基于电子束传输与样品交互作用的高分辨率显微镜。
透射电镜通过在样品上透射的电子束来形成图像，因此可以观察到原子尺度的细节。
本文将介绍透射电镜的结构原理以及其应用领域。
2. 结构原理透射电子显微镜的基本结构由以下几个主要组件组成：2.1 电子源透射电子显微镜使用高速电子束来照射样品。
电子源通常采用热阴极电子枪，通过加热阴极发射高能电子。
电子源生成的电子束必须具有高度的单色性和准直性。
2.2 准直系统准直系统用于控制电子束的方向和准直度，确保电子束可以尽可能准直地照射到样品上。
准直系统通常包括准直光阑和采购透镜。
2.3 束流衰减系统束流衰减系统用于控制电子束的强度，以适应不同的样品特性和实验需求。
束流衰减系统包括限制光阑、透镜和衰减器等组件。
2.4 对焦系统对焦系统用于控制电子束的焦距，以确保电子束能够聚焦在样品表面或其内部的特定区域。
对焦系统包括透镜和聚焦光阑。
2.5 样品台和检测系统样品台是放置样品的平台，通常具有三维移动的能力，以便于调整样品的位置和观察区域。
检测系统用于检测透射电子束与样品交互后的信号，并将其转化为图像。
3. 应用领域透射电子显微镜在各个科学领域中具有广泛的应用。
以下是几个常见的应用领域：3.1 材料科学透射电子显微镜可以观察和分析材料的微观结构、晶格缺陷、晶体取向等特征。
它被广泛应用于纳米材料、催化剂、半导体器件等领域。
3.2 生物学透射电子显微镜在生物学研究中发挥着重要作用，可以观察和研究生物细胞、组织和病毒等微观结构。
它被用于研究生物分子的结构、功能和相互作用。
3.3 纳米技术透射电子显微镜对于纳米技术的研究和开发非常关键。
它能够观察和控制纳米材料和纳米结构，有助于纳米器件的设计和制造。
3.4 地球科学透射电子显微镜在地质和地球科学中也具有重要的应用价值。
透射电子显微镜系统用途
透射电子显微镜系统用途透射电子显微镜（Transmission Electron Microscopy，简称TEM）是现代科学研究中一种重要的工具。
透射电子显微镜利用电子束与材料之间的相互作用过程，可以对材料的微观结构进行研究，具有非常高的空间分辨率和分析能力。
透射电子显微镜系统多用于材料科学、生物学、物理学等领域的研究，在以下几个方面有着广泛的应用。
首先，在材料科学领域，透射电子显微镜可用于研究材料的晶体结构。
材料的微观结构对材料的性能和行为有着重要影响，透射电子显微镜可以通过电子衍射技术获得材料的晶体结构信息，包括晶格常数、晶面取向、位错等。
通过观察材料不同晶面之间的相对位置、原子分布的均匀性以及位错和缺陷的分布情况，可以揭示材料的晶体缺陷机制、相变行为等，为材料设计和优化提供重要的理论依据和指导。
其次，在生物学领域，透射电子显微镜可以用于研究生物样品的细胞结构和超微结构。
由于电子波长比光波短得多，透射电子显微镜可以在非常高的分辨率下观察细胞器、细胞膜、核糖体等细胞结构的细节。
透射电子显微镜还可以通过结合能谱分析技术，对生物样品进行元素分析，获得样品中各元素的分布情况，并进一步研究其与生物活性之间的关联。
此外，透射电子显微镜还可以用于研究纳米材料的结构和性质。
现代纳米材料的研究是材料科学领域的热点之一，透射电子显微镜可以对纳米材料进行直接的成像，并通过纳米尺度的电子衍射获得其晶体结构、晶界、界面等信息。
通过透射电子显微镜对纳米材料进行分析，可以了解纳米尺度下材料的小尺寸效应、表面形貌和晶体结构的变化规律等，为纳米材料的制备和应用提供重要的科学依据。
最后，透射电子显微镜还可以用于研究材料的化学成分和原子分布。
透射电子显微镜可以结合能谱技术，对材料的元素组成进行定量分析。
通过对材料中不同位置的元素分布进行测量和对比分析，可以提供有关材料的化学成分、元素偏析、晶体生长机制等信息。
透射电子显微镜在材料的化学分析领域具有很高的分析能力和探测灵敏度，为材料的研究和开发提供了重要的技术支持。
透射电子显微镜法
透射电子显微镜法透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope，简称TEM）是一种强大的工具，用于观察和研究各种材料的微观结构和组织。
本文将详细介绍透射电子显微镜法及其在科学研究和工业领域中的应用。
一、透射电子显微镜的原理与构成透射电子显微镜使用电子束而非光线，其原理基于电子的波粒二象性。
电子束通过针尖或者热丝发射出来，并通过电磁透镜系统进行聚焦。
经过样品之后的电子束被投射到荧光屏上，形成样品的投影图像。
透射电子显微镜主要由电子光源、透镜系统、样品台和检测系统等组成。
二、透射电子显微镜法的优势与应用透射电子显微镜法相对于光学显微镜和扫描电子显微镜具有以下优势：1. 高分辨率：透射电子显微镜可以实现亚纳米级的分辨率，使得研究者可以观察到更细微的结构和细节。
2. 高穿透性：透射电子显微镜可以穿透厚度达数百纳米的样品，揭示样品的内部结构和组成。
3. 高细节对比度：透射电子显微镜采用了染色技术，能够增加样品中相对的原子对比度，使得更多细节能够被观察到。
4. 全息电子显微镜：全息透射电子显微镜可以获得样品的三维信息，提供更全面的结构分析。
透射电子显微镜法广泛应用于材料科学、化学和生物学等领域。
以下是它的几个主要应用：1. 纳米材料研究：透射电子显微镜可以观察和分析纳米材料的形貌、晶体结构和缺陷等特征，对材料的性能研究具有重要意义。
2. 生物样品研究：透射电子显微镜可用于生物样品的观察和分析，例如观察细胞的内部结构和细节，研究生物分子的组装和功能等。
3. 界面和界面研究：透射电子显微镜可以揭示材料界面和界面的形貌、晶体结构以及化学成分等，对材料性能和反应机制的理解至关重要。
4. 材料缺陷和晶体缺陷研究：透射电子显微镜可以观察和分析材料和晶体的缺陷，例如位错、孪晶、晶格畸变等，从而提供改善材料性能的指导。
总结：透射电子显微镜法是一种重要的研究工具，它具有高分辨率、高穿透性、高细节对比度等优势。
材料电子显微镜分析技术及应用
材料电子显微镜分析技术及应用1029201班皮义群1102900204材料电子显微镜分析技术及应用1. 透射电子显微镜（TEM ）的应用透射电子显微镜是一种具有高分辨率、高放大倍数的电子光学仪器，被广泛应用于材料科学等研究领域透射电子显微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，然后电子束透射到主镜筒最下方的荧光屏上形成所观察的图像。
在材料科学研究领域，透射电子显微镜主要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。
选区电子衍射原理图：如图，入射电子束穿过样品后，在物镜背焦面上形成衍射花物镜背焦面选区光栏中间镜中间镜物镜 样品样，在物镜像平面上形成图像。
若在物镜像平面处加入一光阑，只允许A'B'范围内的电子通过，而挡住A'B'范围以外的电子，最终到达荧光屏形成衍射花样的电子仅来自于样品的AB区域此光阑起到了限制和选择形成最终衍射花样的样品区域的作用利用选区电子衍射可在多晶体样品中获得单晶体衍射花样，可实现组织形貌观察和晶体结构分析的微区对应。
利用选区电子衍射花样可以进行特征平面的取向分析和测定晶体取向明暗场成像是透射电子显微镜的最基本也是最常用的技术方法，其操作比较容易。
晶体薄膜样品明暗场的衬度（即不同区域的亮暗差别），是由于样品相应的不同部位结构或取向的差别导致衍射强度的差异而形成的，因此称其为衍射衬度，以衍射衬度机制为主形成的图像称为衍衬像。
如果只允许透射束通过物镜光阑成像，称其为明场像；如果只允许某支衍射束通过物镜光阑成像，则称为暗场像。
2.扫描电子显微镜（SEM）的应用扫描电镜成像主要是利用样品表面的微区特征，如形貌、原子序数、化学成分、晶体结构或位向等差异，在电子束作用下产生不同强度的物理信号，使阴极射线管荧光屏上不同的区域呈现出不同的亮度，从而获得具有一定衬度的图像，常用的包括主要由二次电子)信号所形成的形貌衬度像和由背散射电子信号所形成的原子序数衬度像。
透射电子显微镜应用分析
环境科学
研究环境污染物的形貌和结构 ，评估环境质量。
02
透射电子显微镜在材料科学中的应用
金属材料分析
微观结构观察
透射电子显微镜能够观察金属材料的微观结构，包 括晶粒大小、相组成、晶体取向等。
析出相分析
透射电子显微镜能够观察金属材料中的析出相，分 析析出相的成分、形貌、分布和晶体结构。
透射电子显微镜能够观察陶瓷 材料的显微组织，包括晶粒大 小、相组成和第二相分布等。
复合材料分析
01
02
03
界面结构分析
透射电子显微镜能够观察 复合材料的界面结构，包 括界面粗糙度、相组成和 晶体取向等。
增强相分析
透射电子显微镜能够观察 复合材料中的增强相，分 析增强相的成分、形貌、 尺寸和分布等特征。
放射性核素在环境中的分布和迁移是核辐射安全和环境科学领域的重要研究内容 。透射电子显微镜可以用于观察放射性核素的形貌、晶体结构和化学键合状态。
通过透射电子显微镜观察放射性核素的晶体结构和形貌特征，可以了解其在土壤 、水体等环境介质中的迁移规律和影响因素，为核辐射防护和环境安全评估提供 技术支持。
06
THANK YOU
感谢聆听
观察细胞膜结构
透射电子显微镜能够观察细胞膜的精细 结构，如膜蛋白、膜通道等，有助于研 究细胞膜的功能和物质交换过程。
病毒形态与结构研究
病毒形态学研究
01
透射电子显微镜能够观察病毒的形态和大小，有助于病毒分类
和鉴定。
病毒亚单位结构研究
02
透射电子显微镜能够观察病毒的亚单位结构，如衣壳、核心等，
有助于了解病毒的组装和复制机制。
tem的原理及应用
TEM的原理及应用1. TEM的基本原理Transmission Electron Microscopy（透射电子显微镜，TEM）是一种基于透射电子的显微镜技术。
其基本原理包括以下几个方面：•透射电子的形成：透射电子通过电子束发射装置产生，并通过多种对电子束的处理和聚焦，最终形成一个准直、高能的电子束。
•样品的透射：透射电子束通过样品时，会与样品中的原子、分子等相互作用，产生散射。
•透射电子的检测：透射电子通过样品后，被显微镜的物镜部分接收，进而形成一个由电子信号组成的图像。
•图像的获取和处理：透射电子显微镜通过透射电子的散射情况，可以获得样品的原子尺度微观结构信息，并通过图像处理的方式将这些信息可视化。
2. TEM的应用领域TEM技术在多个领域都有重要的应用，以下列举了其中几个典型的应用：2.1 材料科学在材料科学领域，TEM可以被用来研究材料的微观结构、晶体结构、晶界、缺陷等性质，从而揭示材料的性能与结构之间的关系。
例如，通过TEM观察纳米颗粒的尺寸、形状、分布等信息，可以优化纳米材料的合成方法和性能。
2.2 生物科学生物科学领域也是TEM的重要应用领域之一。
通过TEM技术，可以观察生物细胞、细胞器和分子等微观结构，揭示生物过程中的分子运输、代谢路径和细胞结构等信息。
例如，TEM可以用来观察细胞器的形态变化，研究细胞的自噬过程等生物学现象。
2.3 纳米技术在纳米技术领域，TEM被广泛应用于纳米材料的制备和表征。
通过TEM可以观察纳米材料的形貌、尺寸以及晶体结构等信息，为纳米材料的设计和合成提供有力的支持。
此外，TEM还可以帮助研究纳米材料的电子结构和光学性质等特性。
2.4 物理学在物理学领域，TEM的应用非常广泛。
例如，在凝聚态物理学中，TEM可以用来观察材料的输运性质、电子能级结构以及磁性和超导性等特性。
而在量子物理学领域，TEM可以帮助研究纳米尺度下的量子现象，如量子隧穿效应、量子点等。
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透射电子显微镜及其应用读书报告姓名：孙家宝学号：DG1022076电子科学与工程学院2021年3月31日目录第一章透射电子显微镜 (1)1.1 透射电子显微镜的结构 (1)1.1.1．电子光学部分 (1)1.1.2．真空系统 (3)1.1.3．供电控制系统 (4)1.2 透射电子显微镜主要的性能参数 (4)1.2.1 分辨率 (4)1.2.2 放大倍数 (4)1.2.3 加速电压 (5)1.3 透射电镜的成像原理 (5)1.3.1 透射电镜的成像方式 (5)1.3.2 衬度理论 (6)1.4 透射电镜的电子衍射花样 (6)1.4.1 电子衍射花样 (6)1.4.2电子衍射与X射线衍射相比的优点 (7)1.4.3电子衍射与X射线衍射相比的不足之处 (7)1.4.4选区电子衍射 (7)1.4.5常见的几种衍射图谱 (8)1.4.6单晶电子衍射花样的标定 (8)第二章透射电子显微镜分析样品制备 (10)2.1 透射电镜复型技术（间接样品） (10)2.1.1塑料——碳二级复型 (10)2.1.1萃取复型（半直接样品） (11)2.2 金属薄膜样品的制备 (11)1.2 电子显微镜中的电光学问题 (13)1.2.1 电子射线（束）的特性 (13)第一章 透射电子显微镜1.1 透射电子显微镜的结构透射电子显微镜（TEM ）是观察和分析材料的形貌、组织和结构的有效工具。
TEM 用聚焦电子束作照明源，使用对电子束透明的薄膜试样，以透过试样的透射电子束或衍射电子束所形成的图像来分析试样内部的显微组织结构。
图 1.1（a ）（b ）是两种典型的透射电镜的实物照片。
透射电子显微镜的光路原理图如图1.2所示。
透射电镜一般是由电子光学部分、真空系统和供电系统三大部分组成。
1.1.1．电子光学部分(a) Philips CM12透射电镜(b) JEM-2010透射电镜 图1.1 透射电子显微镜图1.2透射电子显微镜的光路原理图图1.3透射电镜电子光学部分示意图整个电子光学部分完全置于镜筒之内，自上而下顺序排列着电子枪、聚光镜、样品室、物镜、中间镜、投影镜、观察室、荧光屏、照相机构等装置。
根据这些装置的功能不同又可将电子光学部分分为照明系统、样品室、成像系统及图像观察和记录系统。
图1.3为透射电子显微镜电子光学部分示意图。
1照明系统照明系统由电子枪、聚光镜和相应的平移对中及倾斜调节装置组成。
它的作用：是为成像系统提供一束亮度高、相干性好的照明光源。
为满足暗场成像的需要照明电子束可在2-3度范围内倾斜。
①电子枪。
它由阴极、栅极和阳极构成。
在真空中通电加热后使从阴极发射的电子获得较高的动能形成定向高速电子流。
②聚光镜。
聚光镜的作用是会聚从电子枪发射出来的电子束，控制照明孔径角、电流密度和光斑尺寸。
图1.4 照明系统示意图2样品室样品室中有样品杆、样品杯及样品台。
其位于照明部分和物镜之间，它的主要作用是通过试样台承载试样，移动试样。
3成像系统一般由物镜、中间镜和投影镜组成。
中间镜和投影镜的作用是将来自物镜的图像进一步放大。
成像系统补充说明：a) 由物镜、中间镜(1、2个)和投影镜(1、2个)组成。
b) 成像系统的两个基本操作是将衍射花样或图像投影到荧光屏上。
c) 通过调整中间镜的透镜电流，使中间镜的物平面与物镜的背焦面重合，可在荧光屏上得到衍射花样。
d) 若使中间镜的物平面与物镜的像平面重合则得到显微像。
图1.5 透射电镜成像系统的两种基本操作：（a）将衍射谱投影到荧光屏；（b）将显微像投影到荧光屏4图像观察与记录系统该系统由荧光屏、照相机、数据显示等组成．在分析电镜中，还有探测器和电子能量分析等附件，见图1.6。
图1.6 透射电镜图像观察与记录系统示意图1.1.2．真空系统真空系统由机械泵、油扩散泵、换向阀门、真空测量仪泵及真空管道组成。
它的作用是排除镜筒内气体，使镜筒真空度至少要在10-3 pa 以上。
如果真空度低的话，电子与气体分子之间的碰撞引起散射而影响衬度，还会使电子栅极与阳极间高压电离导致极间放电，残余的气体还会腐蚀灯丝，污染样品。
1.1.3．供电控制系统加速电压和透镜磁电流不稳定将会产生严重的色差及降低电镜的分辨本领，所以加速电压和透镜电流的稳定度是衡量电镜性能好坏的一个重要标准。
透射电镜的电路主要由高压直流电源、透镜励磁电源、偏转器线圈电源、电子枪灯丝加热电源，以及真空系统控制电路、真空泵电源、照相驱动装置及自动曝光电路等部分组成。
另外，许多高性能的电镜上还装备有扫描附件、能谱议、电子能量损失谱等仪器。
1.2 透射电子显微镜主要的性能参数1.2.1 分辨率分辨率是TEM 的最主要性能指标，表征电镜显示亚显微组织、结构细节的能力。
透射电镜的分辨率分为点分辨率和线分辨率两种。
点分辨率能分辨两点之间的最短距离，线分辨率能分辨两条线之间的最短距离，通过拍摄已知晶体的晶格象测定，又称晶格分辨率。
透射电镜点分辨率和线分辨率照片如图1.7所示。
1.2.2 放大倍数透射电镜的放大倍数是指电子图像对于所观察试样区的线性放大率。
目前高性能TEM 的放大倍数范围为80~100万倍。
不仅考虑最高和最低放大倍数，还要考虑是否覆盖低倍到高倍的整个范围。
将仪器的最小可分辨距离放大到人眼可分辨距离所需的放大倍数称为有效放大倍数。
一般仪器的最大倍数稍大于有效放大倍数。
透射电镜的放大倍数可用下面的公式来表示：图1.7测量透射电镜分辨率的照片（a ）点分辨率（硅蒸镀膜） （b ）线分辨率（金）其中M 为放大倍数，A 、B 为常数，I 中为中间镜激磁电流，单位为mA 。
以下是对透射电镜放大倍率的几点说明：a) 人眼分辨本领约0.2mm ，光学显微镜约0.2μm 。
b) 把0.2μm 放大到0.2mm 的M 是1000倍,是有效放大倍数。
c) 光学显微镜分辨率在0.2μm 时，有效M 是1000倍。
d) 光学显微镜的M 可以做的更高，但高出部分对提高分辨率没有贡献，仅是让人眼观察舒服。
1.2.3 加速电压加速电压是指电子枪阳极相对于阴极灯丝的电压，决定了发射的电子的波长λ。
电压越高，电子束对样品的穿透能力越强（厚试样）、分辨率越高、对试样的辐射损伤越小。
普通TEM 的最高V 一般为100kV 和200kV ，通常所说的V 是指可达到的最高加速电压。
高分辨透射电子显微镜。
1.3 透射电镜的成像原理1.3.1 透射电镜的成像方式透射电镜的成像方式主要有两种，一种明场像，一种暗场像。
明场像为直射电子所成的像，图像清晰。
暗场像为散射电子所成的像，图像有畸变，且分辨率低。
中心暗场像为入射电子束对试样的倾斜照射得到的暗场像，图像不畸变且分辨率高。
成像电子的选择是通过在物镜的背焦面上插入物镜光阑来实现的。
图1.8为双光束衍射条件下的衍衬成像方法。
B AI M M M M －＝＝中投中物总2⋅⋅1.3.2 衬度理论衬度的定义为显微图像中不同区域的明暗差别。
分为质厚衬度和衍射衬度两种。
1 质厚衬度质厚衬度是非晶体样品衬度的主要来源。
样品不同微区存在原子序数和厚度的差异形成的。
来源于电子的非相干散射，Z 越高，产生散射的比例越大；d 增加，将发生更多的散射。
不同微区Z 和d 的差异，使进入物镜光阑并聚焦于像平面的散射电子I 有差别，形成像的衬度。
Z 较高、样品较厚区域在屏上显示为较暗区域。
图像上的衬度变化反映了样品相应区域的原子序数和厚度的变化。
质厚衬度受物镜光阑孔径和加速V 的影响。
选择大孔径（较多散射电子参与成像），图像亮度增加，散射与非散射区域间的衬度降低。
选择低电压（较多电子散射到光阑孔径外），衬度提高，亮度降低。
支持膜法和萃取复型，质厚衬度图像比较直观。
2 衍射衬度衍射衬度是来源于晶体试样各部分满足布拉格反射条件不同和结构振幅的差异。
例如电压一定时，入射束强度是一定的，假为L ，衍射束强度为ID 。
在忽略吸收的情况下，透射束为L-ID 。
这样如果只让透射束通过物镜光阑成像，那么就会由于样品中各晶面或强衍射或弱衍射或不衍射，导致透射束相应强度的变化，从而在荧光屏上形成衬度。
形成衬度的过程中，起决定作用的是晶体对电子束的衍射。
这就是衍射衬度的由来。
1.4 透射电镜的电子衍射花样1.4.1 电子衍射花样电镜中的电子衍射,其衍射几何与X 射线完全相同,都遵循布拉格方程 所规定的衍射条件和几何关系。
衍射方向可以由厄瓦尔德球(反射球)作图求出。
图1.9分别为AuCu3有序相的超点阵花样（a ）及指数化结果（b ）1.4.2电子衍射与X射线衍射相比的优点电子衍射能在同一试样上将形貌观察与结构分析结合起来。
电子波长短，单晶的电子衍射花样如晶体的倒易点阵的一个二维截面在底片上放大投影，从底片上的电子衍射花样可以直观地辨认出一些晶体的结构和有关取向关系，使晶体结构的研究比X射线简单。
物质对电子散射主要是核散射，因此散射强，约为X射线一万倍，曝光时间短。
1.4.3电子衍射与X射线衍射相比的不足之处电子衍射强度有时几乎与透射束相当，以致两者产生交互作用，使电子衍射花样，特别是强度分析变得复杂，不能象X射线那样从测量衍射强度来广泛的测定结构。
此外，散射强度高导致电子透射能力有限，要求试样薄，这就使试样制备工作较X射线复杂；在精度方面也远比X射线低。
1.4.4选区电子衍射获取衍射花样可通过光阑选区衍射来实现。
光阑选区衍射是是通过物镜象平面上插入选区光阑限制参加成象和衍射的区域来实现的。
另外，电镜的一个特点就是能够做到选区衍射和选区成象的一致性。
图1.10 选区成像与选区衍射示意图图1.11（a）选区形貌；（b）选区衍射斑点为了尽可能减小选区误差，选区衍射应遵循如下操作步骤：1插入选区光阑，套住欲分析的物相，调整中间镜电流使选区光阑边缘清晰，此时选区光阑平面与中间镜物平面重合；2调整物镜电流，使选区内物象清晰，此时样品的一次象正好落在选区光阑平面上，即物镜象平面，中间镜物面，光阑面三面重合；3减弱中间镜电流，使中间镜物平面移到物镜背焦面，荧光屏上可观察到放大的电子衍射花样 4用中间镜旋钮调节中间镜电流，使中心斑最小最圆，其余斑点明锐，此时中间镜物面与物镜背焦面相重合。
5减弱第二聚光镜电流，使投影到样品上 的入射束近似平行束，摄照。
1.4.5常见的几种衍射图谱1.4.6单晶电子衍射花样的标定图1.12（a ）单晶电子衍射谱；（b ）多晶电子衍射谱图1.13 （a ）、（b ）、（c ）复杂电子衍射花样图1.14所示为某有色材料基体的单晶电子衍射花样。
标定指数。
花样指数标定步骤如下：1选靠近中心的斑点A 、B 、C 、D, 测得R A = 7mm ，R B = 14mm ，R C = 13.5mm ，R D = 18.5mm ，∠AOB ≈90°，R B /R A = 1.628。