透射电子显微镜原理, 透射电子显微镜的原理是将加速集中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改变方向,从而产生固体角散射。散射角与样品的密度和厚度有关,因此可以形成明暗不同的图像。
图像经过放大和聚焦后将显示在成像设备(如荧光屏、胶片和光敏耦合元件)上。由于透射电镜具有原位观察和高分辨率成像的功能,适合观察光学显微镜观察不到的微细结构。例如:细胞、组织分析、晶体结构等。
透射电镜可以用来观察颗粒的大小、形貌、粒径、分布和粒径分布范围,用统计平均法计算粒径。一般情况下,电子显微镜观察的是产品颗粒的粒径,而不是颗粒大小。
高分辨电子显微镜(HRTEM)可以直接观察到微晶结构,特别是为分析界面原子结构提供了有效的手段。它可以观察微小颗粒的固体外观,并根据晶体形貌、相应的衍射图样和高分辨率图像来研究晶体的生长方向。
透射电子显微镜的成像原理
透射电子显微镜的成像原理可分为三种情况:
1.吸收像:当电子撞击高质量、高密度的样品时,主要的成相作用是散射。样品上质量厚度大的地方对电子的散射角大,通过的电子少,图像亮度暗。早期的透射电子显微镜就是基于这一原理。
2.衍射像:电子束被样品衍射后,样品不同位置衍射波的振幅分布对应着样品中晶体各部分的不同衍射能力。当晶体缺陷出现时,缺陷部分的衍射能力不同于完整区域的衍射能力,从而使得衍射波的振幅分布不均匀。
反映晶体缺陷的分布。
3.相位图:当样品薄于100时,电子可以穿过样品,波的振幅变化可以忽略。成像来自于相变。
透射电子显微镜的使用
透射电子显微镜广泛应用于材料科学和生物学。由于电子容易被物体散射或吸收,穿透力较低,样品的密度和厚度会影响最终的成像质量,因此需要制备更薄的超薄切片,一般为50 ~ 100 nm。
透射电镜观察时,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,通常挂在经过预处理的铜网上进行观察。
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