电子显微镜是使用电子来展示物件的内部或表面的显微镜。高速的电子的波长比可见光的波长短(波粒二象性),而显微镜的分辨率受其使用的波长的限制,因此电子显微镜的理论分辨率(约0.1纳米)远高于光学显微镜的分辨率(约200纳米)。
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。
早期电镜中曾采用过机械式消像散器,利用手动机械装置来调整电磁透镜周围的小磁铁 组成的消像散器,来改变透镜磁场分布的缺陷。但由于调整的性和使用的方便性均难令人满意,这种方式已被淘汰。消像散器由围绕光轴对称环状均匀分布的8个小电磁线圈构成,用以消除(或减小)电磁透镜因材料、加工、污染等因素造成的像散。其中每4个互相垂直的线圈为1组,在任一直径方向上的2个线圈产生的磁场方向相反,用2组控制电路来分别调节这2组线圈中的直流电流的大小和方向,即能产生1个强度和方向可变的合成磁场,以补偿透镜中所原有的不均匀磁场缺陷(图中椭圆形实线),以达到消除或降低轴上像散的效果。一般电镜在第2聚光镜中和物镜中各装有2组消像器,称为聚光镜消像散器和物镜消像散器。聚光镜产生的像散可从电子束斑的椭圆度上看出,它会造成成像面上亮度不均匀和限制分辨率的提高。调整聚光镜消像散器(镜体操作面板上装有对应可调旋钮),使椭圆形光斑恢复到接近圆状即可基本上消除聚光镜中存在的像散。物镜像散能在很大程度上影响成像质量,消除起来也比较困难。通常使用放大镜观察样品支持膜上小孔在欠焦时产生的费涅尔圆环的均匀度,或者使用专门的消像散标本来调整消除,这需要一定的经验和操作技巧。在一些电镜机型之中,开始出现了自动消像散和自动聚焦等新功能,为电镜的使用和操作提供了极大的方便。要获得一张清晰的电镜照片,必须要能够做好基本的电镜操作、以及针对各种样品做出工作条件的优化。
基本操作包括熟练的调节对焦和消像散。对焦相对容易,改变焦距,直至图像清楚的时刻即为合焦。在偏离焦距较多的时候可以用较高的灵敏度,在合焦点附近调低灵敏度,以便进行对焦。
基本操作中消像散相对来说比较麻烦,特别是像散很大时,对于很多初学者来说调节比较困难。不过前面已经介绍了像散的产生,电子束由于不再是圆形,所以在像散未消除的情况下,图像是不清晰的。不过其中有两个特殊的位置,即光学中的子午和弧矢,在这两个位置上束斑完全成正交的直线。而明晰圆一般在弧矢和子午的中间。
以上信息由专业从事半薄切片检测技术服务的科锐诺于2024/12/25 11:23:46发布
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