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1、1.透射電鏡的工作原理和特點(diǎn)透射電鏡：是以波長極短的電子束作為照明源，用電子透鏡聚焦成像的一種具有高分辨本領(lǐng)、高放大倍數(shù)的電子光學(xué)儀器。四部分：電子光學(xué)系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、操作控制系統(tǒng)透過樣品的電子束強(qiáng)度，經(jīng)過物鏡聚焦放大在其平面上形成一幅反映這些信息的透射電子像，經(jīng)過中間鏡和投影鏡進(jìn)一步放大，在熒光屏上得到三級放大的最終電子圖像，還可將其記錄在電子感光板或膠卷上。透鏡電鏡和普通光學(xué)顯微鏡的光路是相似的，如下圖所示:表6-2光學(xué)顯微鏡與透射電鏡的比較比較部分光學(xué)顯微鏡透射電鏡光源可見光(日光、電燈光)電子源(電子槍)照明控制玻璃聚光鏡電子聚光
2、鏡樣本1mm厚的載玻片約10nm厚的薄膜放大成象系統(tǒng)玻璃透鏡電子透鏡介質(zhì)空氣和玻璃高度真空像的觀察直接用眼利用熒光屏聚焦方法移動(dòng)透鏡改變線圈電流或電壓分辨本領(lǐng)200nm0.2~0.3nm有效放大倍數(shù)103×106×物鏡孔徑角約700＜10景深較小較大焦長較短較長像的記錄照相底板照相底板圖為日立公司H800透射電子顯微鏡(鏡筒)高壓系統(tǒng)真空系統(tǒng)控制系統(tǒng)觀察和記錄系統(tǒng)汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院有一臺透射電子顯微鏡。生產(chǎn)廠家為日本電子株式會(huì)社（JEOL)。電鏡型號：JEM-1400，最高分辨率：0.20nm，放大倍數(shù)：80萬。JEM-1400是一款擁有優(yōu)秀成像和分析
3、能力一體的高性能,高對比度,操作簡便的120KV透射電子顯微鏡.加速電壓從40KV到120KV可調(diào),適合生物,聚合物和材料科學(xué)應(yīng)用。配備新的JENIE?軟件,JEM-1400提供完整的一套用戶指南,不僅可以幫助透射電子顯微鏡的初學(xué)者盡快熟悉電鏡,還可使有經(jīng)驗(yàn)的用戶了解高級性能.Windows?操作界面以最新的Windows?為基礎(chǔ),可以通過TCP/IP聯(lián)接和網(wǎng)絡(luò)瀏覽器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作和通訊。JEM-1400還支持可選件:STEM數(shù)字成像/掃描電路,可在標(biāo)準(zhǔn)的操作界面上顯示STEM圖像(明/暗場).也可附加EDS實(shí)現(xiàn)元素分析。透射電鏡，通常采用熱陰極電子
4、槍來獲得電子束作為照明源。 熱陰極發(fā)射的電子，在陽極加速電壓的作用下，高速穿過陽極孔，然后被聚光鏡會(huì)聚成具有一定直徑的束斑照到樣品上。 具有一定能量的電子束與樣品發(fā)生作用，產(chǎn)生反映樣品微區(qū)厚度、平均原子序數(shù)、晶體結(jié)構(gòu)或位向差別的多種信息。具有高能量的入射電子束與固體物質(zhì)表面的原子核或核外電子發(fā)生作用，產(chǎn)生如圖所示的物理信號。透射電鏡檢測的都是透射電子2透射電鏡的結(jié)構(gòu)及原理透射電鏡主要有電子光學(xué)系統(tǒng)(鏡筒)、電源系統(tǒng)、真空系統(tǒng)和操作控制系統(tǒng)等四部分。 電源系統(tǒng)、真空系統(tǒng)和操作系統(tǒng)都是輔助系統(tǒng)。鏡筒一般由電子槍、聚光鏡、物鏡、中間鏡和投影鏡等電子透鏡、
5、樣品室和熒光屏組成透射電鏡的電子光學(xué)系統(tǒng)。電子槍電子槍是透射電鏡的電子源。因?yàn)殡娮訕寷Q定了像的亮度、圖像穩(wěn)定度和穿透樣品能力，所以相應(yīng)地要求其亮度、發(fā)射穩(wěn)定度和加速電壓都要高。最常用的加速電壓為50~100kV，近來超高電壓電鏡的加速電壓已達(dá)數(shù)千kV。目前常用的電子槍是熱陰極三極電子槍，如圖所示。它由發(fā)夾形鎢絲陰極、陽極和位于陰、陽極之間且電位比陰極負(fù)數(shù)百伏的柵極組成。這是一種靜電透鏡，它能使陰極發(fā)射的電子會(huì)聚，得到一個(gè)小于100μm的電子束斑。電子槍(2)聚光鏡 聚光鏡大多是磁透鏡，其作用是將來自電子槍的電子束會(huì)聚到被觀察的樣品上，并通過它來控制
6、照明強(qiáng)度、照明孔徑角和束斑大小。高性能透射電鏡都采用雙聚光鏡系統(tǒng)。這種系統(tǒng)由第一聚光鏡(強(qiáng)激磁透鏡)和第二聚光鏡(弱激磁透鏡)組成。第一聚光鏡的縮小倍數(shù)為10~50倍，它將有效光源強(qiáng)烈地縮小成1~5?m的光斑像。第二聚光鏡縮小倍數(shù)約為1/2倍。這樣，通過第二聚光鏡在試樣平面上形成直徑約為2-10?m的光斑，顯著地提高了照明效果。成像系統(tǒng)物鏡、中間鏡和投影鏡現(xiàn)也都采用磁透鏡。它們和樣品室構(gòu)成成像系統(tǒng)，作用是安置樣品、放大成像。物鏡物鏡是透射電鏡的核心，它獲得第一幅具有一定分辨本領(lǐng)的放大電子像。這幅像的任何缺陷都將被其他透鏡進(jìn)一步放大，所以透射電鏡的分
7、辨本領(lǐng)就取決于物鏡的分辨本領(lǐng)。因此，要求物鏡有盡可能高的分辨本領(lǐng)、足夠高的放大倍數(shù)和盡量小的像差。 磁透鏡最大放大倍數(shù)為200倍，最大分辨本領(lǐng)為0.1nm。（2）照明系統(tǒng)照明系統(tǒng)的作用：①提供光源，控制其穩(wěn)定度、照明強(qiáng)度和照明孔徑角；②選擇照明方式(明場或暗場成像)。(3)中間鏡和投影鏡中間鏡和投影鏡的構(gòu)造和物鏡是一樣的，但它們的焦距比較長。其作用是將物鏡形成的一次像再進(jìn)行放大，最后顯示到熒光屏上，從而得到高放大倍數(shù)的電子像。這樣的過程稱為三級放大成像。物鏡和投影鏡屬于強(qiáng)透鏡，其放大倍數(shù)均為100倍左右，而中間鏡屬于弱透鏡，其放大倍數(shù)為0~20倍。
8、三級成像的總放大倍數(shù)為：MT=MOMIMP其中MO、MI、MP分別是物鏡、中間鏡和投影的放大倍數(shù)。磁透鏡可以通過改變電流來
