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日本電子、日立、賽默飛
原理
透射電鏡的總體工作原理是:由電子槍發(fā)射出來(lái)的電子束,在真空通道中沿著鏡體光軸穿越聚光鏡,通過(guò)聚光鏡將之會(huì)聚成一束尖細(xì)、明亮而又均勻的光斑,照射在樣品室內(nèi)的樣品上;透過(guò)樣品后的電子束攜帶有樣品內(nèi)部的結(jié)構(gòu)信息,樣品內(nèi)致密處透過(guò)的電子量少,稀疏處透過(guò)的電子量多;經(jīng)過(guò)物鏡的會(huì)聚調(diào)焦和初級(jí)放大后,電子束進(jìn)入下級(jí)的中間透鏡和第1、第2投影鏡進(jìn)行綜合放大成像,最終被放大了的電子影像投射在觀察室內(nèi)的熒光屏板上;熒光屏將電子影像轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)光影像以供使用者觀察。
透射電子顯微鏡的成像原理可分為三種情況:
吸收像:當(dāng)電子射到質(zhì)量、密度大的樣品時(shí),主要的成相作用是散射作用。樣品上質(zhì)量厚度大的地方對(duì)電子的散射角大,通過(guò)的電子較少,像的亮度較暗。早期的透射電子顯微鏡都是基于這種原理。
衍射像:電子束被樣品衍射后,樣品不同位置的衍射波振幅分布對(duì)應(yīng)于樣品中晶體各部分不同的衍射能力,當(dāng)出現(xiàn)晶體缺陷時(shí),缺陷部分的衍射能力與完整區(qū)域不同,從而使衍射波的振幅分布不均勻,反映出晶體缺陷的分布。
相位像:當(dāng)樣品薄至100Å以下時(shí),電子可以穿過(guò)樣品,波的振幅變化可以忽略,成像來(lái)自于相位的變化。
應(yīng)用
透射電子顯微鏡在材料科學(xué) 、生物學(xué)上應(yīng)用較多。由于電子易散射或被物體吸收,故穿透力低,樣品的密度、厚度等都會(huì)影響到最后的成像質(zhì)量,必須制備更薄的超薄切片,通常為50~100nm。所以用透射電子顯微鏡觀察時(shí)的樣品需要處理得很薄。常用的方法有:超薄切片法、冷凍超薄切片法、冷凍蝕刻法、冷凍斷裂法等。對(duì)于液體樣品,通常是掛預(yù)處理過(guò)的銅網(wǎng)上進(jìn)行觀察。