TEM制样技术
透射电镜制样流程
透射电镜制样流程透射电镜(Transmission Electron Microscopy,TEM)制样是指通过一系列的化学和物理方法来制取透射电镜所需的样品。
透射电镜是一种高分辨率的显微镜,可以在纳米尺度下观察材料的原子结构和微观形态。
为了获取高质量的TEM图像,制样过程非常关键。
下面将详细介绍透射电镜制样的流程。
1.样品制备:样品可以是纳米颗粒、薄膜、纤维或生物样品等。
首先,准备适宜的基底材料,如碳膜覆盖的铜网格或碳膜覆盖的铜刀片。
样品通常需要制成非常薄的切片,通常在50到100纳米的厚度范围内。
制备方法包括机械切割、电解石蠟切片、离子切割或电离蚀刻等。
2.固定和固化:对于生物样品,需要先进行固定处理,以保持样品的形态和结构。
常用的固定剂包括戊二醛、酸性醛或重金属盐。
然后,固定的样品需要进一步处理以固化,如用过氧化物、树脂或聚合物进行浸渍,以增加样品的稳定性。
3.切割和悬浮:将固化的样品切割成适当的尺寸和形状。
使用超微切割机、离子切割仪或其他切割工具进行切割。
切割后,样品通常会悬浮在水或有机溶液中,以便进一步处理。
4.脱水和对比染色:脱水是将样品从水中逐渐转移到有机溶剂中的过程。
这种处理可以控制样品的体积,以减少对比染色和观察中的伪影。
脱水通常通过渗透固定液逐渐转移,然后通过有机溶剂(如醋酸乙酯、丙酮或丙二醇)进行交换。
5.嵌入:将样品嵌入到透明的聚合物或树脂中。
嵌入过程中,通常采用逐渐增加浓度的树脂混合物,以确保样品得到完全浸透。
然后,将样品与树脂进行硬化,通常在高温下进行。
6.超薄切片:将固化的样品切割成非常薄的切片。
使用超薄切片机和钻磨刀片进行切割。
切割后的切片应尽快收集并转移到透明的铜网格或铜刀片上。
7.超薄切片处理:超薄切片通常需要进行后继处理以增强对比度和解决其他问题。
这可能包括染色、胶层增强或薄膜剥离等方法。
8.观察:将制备好的样品放入透射电镜中进行观察。
在观察前,样品需要在真空中或过氮气中去除气泡和其他杂质。
透射电镜制样步骤以及注意事项
透射电镜制样步骤以及注意事项透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope,简称TEM)是目前最常用的高分辨率电子显微镜,可以用于观察物质的微观结构。
制备TEM样品的过程非常重要,下面将详细介绍TEM制样的步骤以及需要注意的事项。
制备TEM样品的步骤一般包括样品的选择、固定与固化、切片、薄化、网格制备和贴膜等。
第一步是样品的选择,样品应具有研究价值且适合观察。
例如,生物样品可以是细胞、组织或器官的薄片,金属样品可以是扁平的块状、粉末或薄膜等。
第二步是固定与固化。
对于生物样品,常用的固定方法包括浸泡法、灌注法和切片冷冻法;对于无机样品,可以使用固定剂将样品固定在固定剂中。
第三步是切片。
将固定好的样品切割成薄片,一般要求薄片的厚度在100 nm以下,通常使用超薄切片机来进行切割。
第四步是薄化。
将切割好的样品进行薄化处理,使其达到TEM观察所需的薄度。
常见的薄化方法有机械薄化、电化学薄化和离子薄化等。
第五步是网格制备。
将薄化好的样品放置在铜网格上,网格的选取应该根据所研究样品的性质和需要进行选择。
最后一步是贴膜。
将组织切片或带有样品的网格进行贴膜,以保护样品并提高图像的对比度。
在以上步骤中,需要注意的事项有:1.样品在制备过程中要避免受到污染或氧化,尽量在纯净无尘的环境中进行操作。
2.固定剂的选择要合理,不同的样品可能需要使用不同的固定剂,应根据需要进行选择。
3.切片时要注意刀片的尖锐度和切割角度,以免对样品造成损伤或变形。
4.薄化过程中要控制好加工参数,以保证样品的均匀薄化。
5.制作网格时应选择合适的网格尺寸和类型,以适应观察需求。
6.贴膜时要使薄膜均匀平整,并避免出现气泡或杂质。
总之,TEM制样是一项复杂而关键的过程,要保证样品的质量和可观察性,需要仔细选择方法、控制操作参数、注意样品的保护与处理。
合理的样品制备能够获得高质量的TEM图像,并提供准确的实验数据和结论。
透射电子显微镜TEM之样品制备方法
透射电子显微镜TEM之样品制备方法1TEM 样品台样品台的顶端2对样品的要求1. 样品一般应为厚度小于100nm的固体。
2. 感兴趣的区域与其它区域有反差。
3. 样品在高真空中能保持稳定。
4. 不含有水分或其它易挥发物,含有水分或其他易挥发物的试样应先烘干除去。
5. 对磁性试样要预先去磁,以免观察时电子束受到磁场的影响。
TEM样品常放置在直径为3mm的200目样品网上,在样品网上常预先制作约20nm厚的支持膜。
3纳米粉末样品的制备方法1. 纳米颗粒都小于铜网的小孔,因此要先制备对电子束透明的支持膜。
2. 将支持膜放在铜网上,再把粉末放在膜上,送入电镜分析。
3. 粉末或颗粒样品制备的关键取决于能否使其均匀分散到支持膜上。
4. 用超声波分散器将需要观察的粉末在分散介质(不与粉末发生作用)中分散成悬浮液。
5. 用滴管滴几滴在覆盖有支持膜的电镜铜网上,待其干燥(或用滤纸吸干)后, 即成为电镜观察用的粉末样品。
6. 微米粉末样品通过研磨转为纳米颗粒,如催化剂等。
4块状样品的制备方法4.1超薄切片法超薄切片方法多用于生物组织、高分子和无机粉体材料等。
超薄切片过程图4.2离子轰击减薄法离子轰击减薄法多用于矿物、陶瓷、半导体及多相合金等。
1. 将待观察的试样按预定取向切割成薄片,再经机械减薄抛光等过程预减薄至30-40μm的薄膜。
2. 把薄膜钻取或切取成尺寸为2.5-3mm的小片。
3. 装入离子轰击减薄装置进行离子轰击减薄和离子抛光。
原理:在高真空中,两个相对的冷阴极离子枪,提供高能量的氩离子流,以一定角度对旋转的样品的两面进行轰击。
当轰击能量大于样品材料表层原子的结合能时,样品表层原子受到氩离子击发而溅射、经较长时间的连续轰击、溅射,最终样品中心部分穿孔。
穿孔后的样品在孔的边缘处极薄,对电子束是透明的,就成为薄膜样品。
4.3电解抛光减薄法电解抛光减薄方法适用于金属与部分合金。
4.4聚焦离子束法适用于半导体器件的线路修复和精确切割。
TEM样品制备技术大全
TEM样品制备技术中国科学院物理研究所王凤莲2004.9.20TEM样品制备技术TEM样品制备在电子显微学研究工作中,起着至关重要的作用,是非常精细的技术工作。
透射电子显微镜样品制备前言一平面样品制备1.切割2.平面磨3.钉薄二截面样品制备三粉末样品制备四离子减薄样品前言要想得到好的TEM结果,首先要制备出好的薄膜样品,TEM样品制备在电子显微学研究中起着非常重要的作用。
传统的常规制备方法很多,例如:化学减薄、电解双喷、解理、超薄切片、粉碎研磨、聚焦离子束、机械减薄、离子减薄,这些方法都能制备出较好的薄膜样品。
目前新材料的发展日新月异,给样品制备提出了更高的要求。
样品制备的发展方向应该是制备时间更短,电子穿透面积更大,薄区的厚度更薄,高度局域减薄。
TEM样品类型块状:用于普通微结构研究平面:用于薄膜和表面附近微结构研究横截面样品:均匀薄膜和界面的微结构研究小块物体:粉末,纤维,纳米量级的材料透射样品制备工艺图500μm80μm 3mm‹5μm2.5mm1. 切割2. 平面磨3. 钉薄4. 离子减薄生长面衬底平面:表面观察,表面的均匀度,缺陷,相分凝等。
截面:生长形态信息,各层的原子结构,界面结构,缺陷等。
一平面样品制备1.切割样品方法很多,可以用超声切割,冲压器冲获得Ф3mm圆片,如果你没有上面这两种工具,可以用其他任何方法,把样品切成小块,无论是长方形还是方形,只要对角线不超过3mm,长边2.5mm即可。
把切好的样品在加热炉上粘到磨具上,自然冷却后就可以平磨了。
2. 平面磨•简单的平面磨可以产生大面积的薄区,但却使样品过于脆弱,很容易损坏,以我们的经验,一般Si材料可以平磨到50μm左右,对于脆性材料可适当增加厚度。
•手工平磨时,应采用不断变换样品角度,或者沿“8”字轨迹的手法。
如图示:P1500P20001μm金刚石膏可以避免过早出现样品边缘倾角,用粒度p1500→P2000→1μm 金刚石抛光膏抛光,每更换一次砂纸用水彻底清洗样品。
TEM制样方法范文
TEM制样方法范文TEM(Transmission Electron Microscopy)是一种高分辨率电子显微镜技术,可用于观察和分析材料的微观结构。
TEM利用电子束传输样品并收集透射电子图像,通过显微镜的透射系统产生高分辨率图像。
在TEM制样过程中,样品的制备是非常关键的步骤,因为正确的制备样品对于获得高质量、准确的TEM图像至关重要。
以下是几种常见的TEM制样方法:1.切片法切片法是TEM制样的最常见方法之一、首先,样品通常是固态或半固态的,被嵌入到一种硬化树脂中,使其变得坚固。
然后,使用超微薄切片器将样品切成非常薄的切片,通常在50-100 nm的范围内。
这些切片随后会被转移到一小块碳膜上,并收集在TEM网格上。
最后,将TEM网格放置在TEM样品室中进行显微观察。
2.离子薄化法离子薄化法是一种常用的制备TEM样品的方法,尤其适用于研究金属、合金和陶瓷等材料。
首先,将样品切片制备成片上约厚10-100μm的样品。
然后,将样品放入一个离子薄化装置中,在真空环境中通过离子束装置加速产生高能离子束。
这些高能离子会剥离样品表面的原子,逐渐将其薄化。
通过定期检查样品的厚度,可以控制薄化的过程,直到达到所需的厚度。
最后,将薄样品转移到TEM网格上进行观察。
3.冻结切片法冻结切片法适用于需要观察生物样品或水溶液中的材料的TEM制样。
在这个方法中,样品首先被冷冻,通常是通过液氮或液氮气体冷冻。
然后,使用特殊的微波冻结设备将样品顺利地冻结。
接着,从冷冻样品中制备出非常薄的切片,这样可以保留样品的原始结构和化学性质。
最后,将这些冻结切片转移到TEM网格上进行显微观察。
4.真空沉积法真空沉积法是一种用于制备包含不透明溶液或薄膜样品的TEM样品的方法。
首先,将样品溶液或薄膜放置在TEM网格上。
然后,在真空室中将样品置于高温下,使之脱水并形成固体表面。
最后,在低温下,以较高速度蒸发样品周围的水分子,制备出干燥的样品。
TEM(2)制样技术
离子减薄
• 离子减薄是物理方法减薄,它 • 离子减薄是物理方法减薄, 采用离子束将试样表层材料层 层剥去, 层剥去,最终使试样减薄到电 子束可以通过的厚度。 子束可以通过的厚度。 • 图7-7是离子减薄装置示意图。 是离子减薄装置示意图。 试样放置于高真空样品室中, 试样放置于高真空样品室中, 离子束(通常是高纯氩) 离子束(通常是高纯氩)从两 侧在3 5KV加速电压加速下轰 侧在3-5KV加速电压加速下轰 击试样表面, 击试样表面,样品表面相对离 子束成0 30º角的夹角 角的夹角。 子束成0-30 角的夹角。 • 离子减薄方法可以适用于矿物、 离子减薄方法可以适用于矿物、 陶瓷、 陶瓷、半导体及多相合金等电 解抛光所不能减薄的场合。 解抛光所不能减薄的场合。 离子减薄的效率较低, 离子减薄的效率较低,一 般情况下4μm/小时左右。 4μm/小时左右 般情况下4μm/小时左右。 但是离子减薄的质量高薄 区大。 区大。
第2节 TEM制样技术 制样技术
透射电子显微镜样品制备
• 透射电子显微镜成像时,电子束是透过样 透射电子显微镜成像时, 品成像。由于电子束的穿透能力比较低, 品成像。由于电子束的穿透能力比较低, 用于透射电子显微镜分析的样品必须很薄。 用于透射电子显微镜分析的样品必须很薄。 根据样品的原子序数大小不同, 根据样品的原子序数大小不同,一般在 50~500nm之间 之间。 50~500nm之间。 • 制备透射电子显微镜分析样品的方法很多, 制备透射电子显微镜分析样品的方法很多, 这里介绍几种常用的制样方法。 这里介样品三个步骤:
• 第一步是从大块试样上切割厚 第一步是从大块试样上切割厚 度为0.3 0.5mm厚的薄片 0.3—0.5mm厚的薄片。 度为0.3 0.5mm厚的薄片。 • 电火花线切割法是目前用得最 广泛的方法,见图7 广泛的方法,见图7-5。 • 电火花切割可切下厚度小于 0.5mm的薄片 的薄片, 0.5mm的薄片,切割时损伤层比 较浅, 较浅,可以通过后续的磨制或 减薄除去. 减薄除去.电火花切割只能用 导电样品. 导电样品. • 对于陶瓷等不导电样品可用金 刚石刃内圆切割机切片. 刚石刃内圆切割机切片.
第四讲-TEM样品制备
电解双喷法
1.冷却设备;2.泵、电解蔽 ;3.喷嘴 4.试样 5.样品 架; 6.光导纤维管
二、块体脆性样品制备流程
二级复型照片
回火组织中析出的颗粒状碳化物
解理断口上的河流花样
30CrMnSi钢回火组织
低碳钢冷脆断口
3、萃取复型
既复制试样表面的形貌,同时又把 第二相粒子粘附下来并基本上保持原来的分布状态 不仅可观察基体的形貌,直接观察第二相的形态和分布状 态,还可通过电子衍射来确定其物相。因此,萃取复型兼有 复型试样与薄膜试样的优点。
2.3 透射电镜分辨本领和放大倍数的测定
•点分辨本领的测定: 将铂、铂铱合金或铂钯 合金,用真空蒸发的方式可 以得到粒度为0.5~1nm、间 距为0.2~1nm的粒子,将其 均匀分布在火棉胶(或碳) 支持膜上,在高放大倍数下 拍摄成像。为了保证测定的 可靠性,至少在相同条件下 拍摄两张底片,然后经光学 放大(5倍左右),从照片上 找出粒子最小间距, 除以总 的放大倍数,即可得相应的 点分辨本领。
一、直接样品的制备 1.粉末样品的制备
步骤一、超声波分散
避免颗粒团聚,造成厚度增加
步骤二、将分散悬浮液滴于铜网或微姗网
步骤三、烘干分散液
烘烤时间约20分钟
2.块状样品的制备
块状材料是通过减薄的方法(需要先进行机械或化学 方法的预减薄)制备成对电子束透明的薄膜样品。减薄的 方法有超薄切片、电解双喷和离子减薄等。
晶格分辨本领的测定 利用外延生长方法所制定向单晶薄膜为标样,拍摄晶格像。 晶 体 铜酞青 铂酞青 亚氯铂 酸钾 衍射面 (001) (001) (001) (100) 晶面间距 (nm) 1.26 1.194 0.413 0.699 钯 晶 体 金 衍射面 (200) (220) (111) (200) (400) 测定晶格分辨本领常用晶体 晶面间距 (nm) 0.204 0.144 0.224 0.194 0.097
TEM样品的制备方法及注意事项。
第一节概述由于电子束的穿透能力比较低(散射能力强),因此用于TEM分析的样品厚度要非常薄,根据样品的原子序数大小不同,一般在5~500nm之间。
要制备这样薄的样品必须通过一些特殊的方法。
第二节复型技术•衬度:眼睛能观察到的或者其它媒介能记录到的光强度或感光度的差异;•质厚衬度就是样品中不同部位由于原子序数不同或者密度不同、样品厚度不同,入射电子被散射后能通过物镜光阑参与成像的电子数量不同,从而在图像上体现出的强度的差别。
2.1 影响质厚衬度的因素:•与原子序数的关系:物质的原子序数越大,散射电子的能力越强,在明场像(物镜光阑只允许散射角小的电子通过)中参与成像的电子越少,图像上相应位置越暗。
•与试样厚度的关系:设试样上相邻两点的物质种类和结构完全相同,只是电子穿越的厚度不同,则在明场像中,暗的部位对应的试样厚,亮的部位对应的试样薄。
•与物质密度的关系:试样中不同的物质或者不同的聚集状态,其密度一般不同,也可形成图像的反差,但这种反差一般比较弱。
2.2 复型技术复型就是表面形貌的复制(其原理与侦破案件时用的石膏复制罪犯鞋底花纹相似)。
通过复型制备出来的样品是真实样品表面形貌组织结构细节的薄膜复制品。
2.3 用于复型制备材料的要求:(1)必须是非晶材料;( 2)粒子尺寸必须很小;( 3)应具备耐电子轰击的性能。
2.4 主要采用的复型方法:一级复型法、二级复型法、萃取复型法。
2.4.1一级复型•一级复型是指在试样表面的一次直接复型。
•一级复型复型主要分为塑料(火棉胶)一级复型和碳膜一级复型,以及氧化膜复型。
塑料(火棉胶醋酸戊酯溶液或者醋酸纤维素丙酮溶液-AC纸)一级复型,相对于试样表面来讲,是一种负复型,即复型与试样表面的浮雕相反;其形成的示意图如下图所示。
从图中可以看出,一级塑料复型是对样品表面形貌的简单的复制,它表面的形貌与样品的形貌刚好互补,所以称之为负复型。
其厚度可以小到100纳米。
碳膜一级复型是一种正复型,它与塑料一级复型的区别是:1.碳膜复型的厚度基本上相同,而塑料复型的厚度随试样位置而异。
TEM制样技术经典课件
普通微栅
小孔微栅
FIB微栅
碳支持膜
当样品放在电镜中观察时,“载网支持膜”在电子束照射下,会产生电荷积累,引起样 品放电,从而发生样品飘移、跳动、支持膜破裂等情况。所以,人们考虑在支持膜上喷 碳,提高支持膜的导电性,达到良好的观察效果。这种经过“喷碳的载网支持膜”,简 称“碳支持膜”,一般膜厚度为7-10nm。 碳支持膜是以有机层为主,膜层较薄,背底一 般影响很小。通常用水或乙醇分散样品,支持膜均不会受腐蚀。载网材料有镍网和钼网 两种;如果您的样品属于磁性粉末样品可以使用两种方法:1.树脂包埋,超薄切片;2.可 以使用双联网碳支持膜。
载网(铜网、镍网、金网、钼网)
环类(单孔环、椭圆环)
三、透射电镜样品的制备
可供透射电镜观察的样品很多,有金属材料、非金属材料, 有小到几十纳米的粉末颗粒,亦有只有几个纳米厚的薄膜,还 有生物等有机材料。
只要能将其制成对电子束透明、表面平整、稳定、易于放 置、耐电子束轰击、不易挥发、不失真、无放射性、可供观察 的样品即可。
TEM制样技术
透射电镜制样用工具类
一、载网类 (纯碳膜、超薄碳膜、微栅、铜网、铜环)—参考网站:新兴百瑞
微栅类:微栅是支持膜的一个品种,在制作支持膜时,特意在膜上制作的微孔, 所以也叫“微栅支持膜”,它也是经过喷碳的支持膜,一般膜厚度为1520nm。它主要是为了能够使样品搭载在支持膜微孔的边缘,以便使样品“无 膜”观察。无膜的目的主要是为了提高图像衬度。所以,观察管状、棒状、 纳米团聚物等,常用“微栅”支持膜,效果很好。特别是观察这些样品的高 分辨像时,更是最佳的选择;碳膜厚度可根据用户使用情况特制;如果样品 颗粒尺寸小于10nm,请用超薄碳膜。
2、平面样品的制备
制样设备: 本实验室目前电镜制样的设备主要有离子减薄、凹坑仪、金刚石 圆片切割仪、电解双喷、机械冲孔、磁控溅射镀膜、超声冲孔等实验设备, 能对薄膜样品、金属块体样品进行制备。
TEM生物样品特殊制备技术课件
硫胺焦磷酸酯酶(TPP)技术获得的选择性染色。大鼠附睾细胞 内的高尔基器只有内层着色。(×33000)
肝细胞中毛细胆管呈现ALP反应阳性(箭头)×15000
第四节、免疫电镜技术 Immuno electronmicroscopic technique
1、概念:
免疫电镜技术是免疫学和电镜技术的结合,其特点是将免疫 学中抗原抗体反应的特异性与组织化学中形态学的可见性,结合 电镜的高分辨能力和放大本领,用胶体金标记抗原,在亚细胞水 平上研究组织和细胞的形态与功能,还可进行细胞内抗原的定性 定位研究,从而将细胞结构与功能代谢紧密结合起来。
醛类物质对不同细胞器的固定和对酶的活性作用
细胞器 胞基质 内质网 线粒体 核周隙 GOL体 酶活性 戊二醛 +++ +++ +++ +++ +++ 一般
甲 醛 ++ +++ +++ ++ ++ 优秀
在选择固定剂时,首先考虑保存酶的活性,后考虑结构的 保存。由表可见,戊二醛的固定作用优于甲醛,而甲醛保存酶 的活性作用大于戊二醛。因此电镜细胞化学技术中常用戊二醛 和甲醛的混合液进行样品固定。
从理论上讲,若想保存好样品,需充分固定。但固定越彻底, 酶的失活越严重。要想保存酶的活性,最好是先孵育后固定,但 先孵育导致细胞微细结构的损伤,反应不均,酶反应物扩散、流 失,出现与酶无关部位定居的假象。这些矛盾是EM细胞化学技术 中的难点。在EM酶细胞化学技术中酶的失活、丢失是不可避免的, 细胞微细结构的破坏也是不可避免的但是应当尽量减少固定剂造 成酶的失活与丢失,减少孵育液对细胞微细结构的损伤破坏。
5、免疫金标记技术的应用
(1)免疫金标记技术是金探针作为抗体与组织和细胞内抗原 发生抗原抗体特异性反应,使金颗粒附着在反应部位,定位准 确,金颗粒电子密度很高,EM下清晰可辨。 (2)商品化的金探针购买方便,价格低廉。根据实验要求可 选择大小直径不同的胶体金颗粒(如3nm、5nm、10nm ……) (3)在超微结构水平上观察研究细胞表面和细胞器中的特异 抗原和抗体等物质。也可对突触小泡内神经递质进行标记。
TEM制样方法及详细步骤
由透射电镜的工作原理可知,供透射电镜分析的样品必须对电子束是透明的;此外,所制得的样品还必须可以真实反映所分析材料的某些特征,因此,样品制备在透射电子显微分析技术中占有相当重要的位置,也是一个涉及面很广的题目。
大体上透射电镜样品可分为间接样品和直接样品。
我们下面将对间接样品的制备作简单介绍。
间接样品“复型”可以分为五步来进行:第一步,在拟分析的样品表面滴一滴丙酮,将醋酸纤维素薄膜即A.C.纸覆盖其上,适当按压形成不夹气泡的一级复型;第二步,待上述一级复型干燥后,小心地将其剥离,并将复制面向上平整地固定在玻璃片上;第三步,将固定好复型地玻璃片连同一白瓷片置于真空镀膜室中,以垂直方向喷涂碳,以制备由塑料和碳膜构成地“复合复型”。
白色瓷片表面在喷碳过程中颜色的变化可以表示碳膜的厚度。
第四步,将复合复型上要分析的区域剪为略小于样品台钢网的小方块后,使碳膜面朝里,贴在事先熔在干净玻璃片上的低熔点石蜡层上,石蜡液层冷凝后即把复合膜块固定在玻璃片上。
将该玻璃片放入丙酮液中,复合复型的A.C.纸在丙酮中将逐渐被溶解,同时适当加热以溶解石蜡。
最后,待AC纸和石蜡溶解干净后,碳膜(即二级复型)将漂浮在丙酮液中,将其转移至清洁的丙酮液中清洗后,再转移至盛蒸馏水的器皿中。
此时,由于水的表面力,碳膜会平展地漂浮在水面,用样品铜网将其捞起,干燥后即可置于电镜下观察。
透射电镜的样品制备是一项较复杂的技术,它对能否得到好的TEM像或衍射谱是至关重要的.投射电镜是利用样品对如射电子的散射能力的差异而形成衬度的,这要求制备出对电子束”透明”的样品,并要求保持高的分辨率和不失真.电子束穿透固体样品的能力主要取决加速电压,样品的厚度以及物质的原子序数.一般来说,加速电压愈高,原子序数愈低,电子束可穿透的样品厚度就愈大.对于100~200KV的透射电镜,要求样品的厚度为50~100nm,做透射电镜高分辨率,样品厚度要求约15nm(越薄越好).透射电镜样品可分为:粉末样品,薄膜样品,金属试样的表面复型.不同的样品有不同的制备手段,下面分别介绍各种样品的制备.(1)粉末样品因为透射电镜样品的厚度一般要求在100nm以下,如果样品厚于100nm,则先要用研钵把样品的尺寸磨到100nm以下,然后将粉末样品溶解在无水乙醇中,用超声分散的方法将样品尽量分散,然后用支持网捞起即可.(2)薄膜样品绝大多数的TEM样品是薄膜样品,薄膜样品可做静态观察,如金相组织;析出相形态;分布,结构及与基体取向关系,错位类型,分布,密度等;也可以做动态原位观察,如相变,形变,位错运动及其相互作用.制备薄膜样品分四个步骤:a将样品切成薄片(厚度100~200微米),对韧性材料(如金属),用线锯将样品割成小于200微米的薄片;对脆性材料(如Si,GaAs,NaCl,MgO)可以刀将其解理或用金刚石圆盘锯将其切割,或用超薄切片法直接切割.b切割成φ3mm的圆片用超声钻或puncher将φ3mm薄圆片从材料薄片上切下来.c预减薄使用凹坑减薄仪可将薄圆片磨至10μm厚.用研磨机磨(或使用砂纸),可磨至几十μm.d终减薄对于导电的样品如金属,采用电解抛光减薄,这方法速度快,没有机械损伤,但可能改变样品表面的电子状态,使用的化学试剂可能对身体有害.对非导电的样品如瓷,采用离子减薄,用离子轰击样品表面,使样品材料溅射出来,以达到减薄的目的.离子减薄要调整电压,角度,选用适合的参数,选得好,减薄速度快.离子减薄会产生热,使样品温度升至100~300度,故最好用液氮冷却样品.样品冷却对不耐高温的材料是非常重要的,否则材料会发生相变,样品冷却还可以减少污染和表面损伤.离子减薄是一种普适的减薄方法,可用于瓷,复合物,半导体,合金,界面样品,甚至纤维和粉末样品也可以离子减薄(把他们用树脂拌合后,装入φ3mm金属管,切片后,再离子减薄).也可以聚集离子术(FIB)对指定区域做离子减薄,但FIB很贵.对于软的生物和高分子样品,可用超薄切片方法将样品切成小于100nm的薄膜.这种技术的特点是样品不会改变,缺点是会引进形变.(3)金属试样的表面复型即把准备观察的试样的表面形貌(表面显微组织浮凸)用适宜的非晶薄膜复制下来,然后对这个复制膜(叫做复型)进行透射电镜观察与分析.复型适用于金相组织,断口形貌,形变条纹,磨损表面,第二相形态及分布,萃取和结构分析等.制备复型的材料本身必须是”无结构”的,即要求复型材料在高倍成像时也不显示其本身的任何结构细节,这样就不致干扰被复制表面的形貌观察和分析.常用的复型材料有塑料,真空蒸发沉积炭膜(均为非晶态物质).常用的复型有:a塑料一级复型,分辨率为10~20nm;b炭一级复型,分辨率2nm,c塑料-炭二级复型,分辨率10~20nm;d萃取复型,可以把要分析的粒子从基体中提取出来,这种分析时不会受到基体的干扰.除萃取复型外,其余复型只不过是试样表面的一个复制品,只能提供有关表面形貌的信息,而不能提供部组成相,晶体结构,微区化学成分等本质信息,因而用复型做电子显微分析有很大的局限性,目前,除萃取复型外,其他复型用的很少.TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPE利用电子,一般是利用电子透镜聚焦的电子束,形成放大倍数很高的物体图像的设备。
透射电子显微镜样品制备技术的要点
透射电子显微镜样品制备技术的要点透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope,简称TEM)是一种非常强大的仪器,可以对物质的微观结构进行高分辨率的观察。
而要获得清晰且准确的显微图像,关键在于样品的制备。
在本文中,我将介绍透射电子显微镜样品制备技术的要点。
首先,样品的要求非常高。
透射电子显微镜对样品的要求包括以下几个方面:薄度、平整度、纯度和稳定性。
首先,样品必须足够薄,一般要求在50到200纳米之间,以确保电子束能够透射并形成清晰的图像。
同时,为了获得平整的样品表面,需要采用一些特殊的处理方法,如机械研磨、电解抛光或者离子溅射等。
此外,样品纯度也非常重要,杂质的存在会影响到电子的传输效率和图像的质量。
最后,样品的制备过程应该尽量稳定,以提高实验的重复性和可靠性。
其次,样品的制备方法多种多样。
常见的样品制备方法包括机械研磨法、离子切割法和离子蚀刻法等。
机械研磨法是最常用的方法之一,通过使用金刚石研磨片或者研磨纸将样品磨薄,然后用溶剂将样品转移到网格上。
不过,机械研磨法在样品研磨过程中容易产生表面的划痕和裂纹,从而影响图像质量。
离子切割法是另一种常用的方法,它通过使用离子束或者金刚石刀进行切割,可实现更加精确的薄片制备,但该方法需要专门的仪器设备和操作技巧。
离子蚀刻法则是利用离子束的腐蚀作用来制备样品,具有制备速度快、制备过程可控等优点,但它也可能会导致样品表面结构的破坏。
此外,样品的处理也是样品制备过程中的关键环节之一。
在样品制备过程中,常常需要对样品进行一些特殊处理,以满足特定的需求。
例如,为了减少样品的充电效应,可以使用金属涂层或者碳薄膜来给样品表面涂覆一层导电层;为了增加样品的对比度,可以使用染料染色或者金标记等技术。
最后,对于样品的存储和保护也需要格外注意。
由于样品制备需要一定的时间和工作量,因此在样品制备完成后,应及时进行存储和保护。
一般来说,制备好的样品应放在密封容器中,避免与空气中的水分、尘埃等接触,以防止样品受到污染或者氧化。
TEM生物样品制备方法
常规透射电镜生物样品制备技术
一、取材:组织块约1mm3,悬浮细胞离心后体积约1 mm3
二、固定:
2.5%戊二醛,4冰箱固定1.5小时或更长时间
用0.1M磷酸缓冲液漂洗20min3次
2%锇酸固定液固定1.5h
用0.1M磷酸缓冲液漂洗5min2次
三、脱水:
30%乙醇5min
50%乙醇5min
70%乙醇10min,可4冰箱过夜。
以上操作在冰盒里进行
80%乙醇15min
95%乙醇15min
100%乙醇(无水硫酸钠处理)20min2次
100%丙酮(无水硫酸钠处理)15min2次
四、渗透:
纯丙酮+包埋液( 1 : 2 )室温1-1.5h
纯包埋液室温过夜
五、包埋:
用812包埋剂将样品包埋在包埋槽
37烘箱内过夜
45烘箱内12h
60烘箱内48h
六、超薄切片机切片70nm
七、2%醋酸铀-柠檬酸铅双染色
八、透射电镜观察,拍片。
透射电子显微镜的样品制备方法
透射电子显微镜的样品制备方法透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope,简称TEM)作为一种高分辨率的显微镜,被广泛应用于材料科学、生物医学等领域的研究中。
然而,为了进行TEM观察,样品制备过程是至关重要的。
本文将介绍几种常见的透射电子显微镜样品制备方法。
首先,最常见的样品制备方法之一是薄片法。
这种方法适用于研究固体材料,如金属、陶瓷和聚合物等,甚至是生物样品。
制备薄片的关键是薄化和抛光样品。
首先,将样品制备成小块或片状。
然后,使用切割机、研磨机或离心切片机将样品切割成适当大小的厚度。
接下来,使用细砂纸或悬浮液对样品进行抛光,直到获得适当的薄度和平滑度。
最后,使用溶剂将样品转移到TEM网状铜网上,以进行电子显微镜观察。
其次,还有一种常见的样品制备方法是焦散法。
与薄片法不同,焦散法主要用于观察液态材料。
例如,溶液中的纳米颗粒和生物分子等。
使用焦散法时,首先将样品放置在一块透明的碳膜上。
然后,用纯水或其他适当的溶液将样品冲洗干净。
在样品干燥之前,使用过滤纸或吸水纸轻轻吸取多余的溶剂。
一旦样品干燥,就可以将其放置在TEM中进行观察。
除了以上两种常见的样品制备方法外,还有一种称为离子切割法的技术。
这种方法主要适用于固体样品,特别是那些被称为厚度大于100nm的样品。
离子切割法的关键是使用离子束切割出更薄的样品层。
首先,将样品与一层保护层(常用的是金属膜)叠加在一起,以增强样品的结构稳定性。
然后,使用离子切割机将保护层以下的样品层剥离下来。
通过不断剥离,获得更薄的样品层。
最后,将样品放在TEM网状铜网上,准备进行电子显微镜观察。
需要注意的是,以上提到的样品制备方法仅代表了常见的几种,针对不同的研究目的和样品性质,还有许多其他的制备方法和技术。
对于研究者来说,选择适合自己研究的样品制备方法至关重要。
综上所述,透射电子显微镜的样品制备方法多种多样,如薄片法、焦散法和离子切割法等。
TEM制样方法及详细步骤
TEM制样方法及详细步骤TEM(Transmission Electron Microscope)是一种高分辨率的电子显微镜,主要用于观察物质的微观结构和形态。
其制样方法是获得高质量TEM样品的关键步骤之一、下面将详细介绍TEM制样的常用方法及其步骤。
1.选择合适的样品:首先需要选择合适的样品进行TEM观察。
常见的样品可以是金属、陶瓷、生物材料、纳米材料等。
2.样品固化:对于柔软或液态的样品,需要进行固化处理。
常见的方法包括冷冻固化、溶剂固化和等离子固化等。
冷冻固化适用于水基液体样品,而溶剂固化适用于有机溶液样品。
3.样品切片:将固化的样品切片成薄片,一般厚度为几百纳米至几十微米。
常见的切片工具包括超声切割机、切片机和玻璃刀等。
切片时需要保持样品的湿润状态,以避免切片过程中出现伪影。
4.转移样品到导电基片上:将样品切片转移到导电基片上。
常用的导电基片有铜网格、聚合物膜和碳膜等。
转移样品时要避免产生气泡和杂质,以确保样品的质量。
5.超薄化:将样品的厚度进一步减小到大约100纳米以下的范围,以适应TEM的观察条件。
常见的方法有机械薄化和离子薄化。
机械薄化实际上就是通过磨削和打磨的方式将样品的厚度减小,而离子薄化则是利用离子束对样品进行腐蚀,达到薄化的目的。
6.入射(预处理):在TEM观察前,为了提高样品的对比度和可见性,通常需要进行预处理。
可能的预处理方法包括吸收染料、金属蒸镀和有机膜覆盖等。
7.放置样品:选择合适的TEM网格,将样品放置在网格孔口上。
网格可以选择自带孔口或膜孔口的类型,根据样品的性质和目的的不同进行选择。
8.观察和记录:将制备好的TEM样品放入TEM仪器中进行观察和记录。
在观察过程中需要调整TEM仪器的参数,如加速电压、聚焦和对比度等,以获得所需的高分辨率图像。
9.分析和解释:通过观察记录的TEM图像,对样品的微观结构和形态进行分析和解释。
可以进行晶体学分析、晶体缺陷分析、显微结构表征等。
tem透射电镜的样品制备方法
tem透射电镜的样品制备方法TEM(透射电子显微镜)是一种高分辨率的显微镜,可以观察到物质的微观结构和原子级的细节。
TEM样品的制备是获取高质量TEM图像的关键步骤之一、下面将介绍一些常用的TEM样品制备方法。
1.机械切片法:通过将所研究物质切片成非常薄的片,以便电子束能够透过样品。
这种方法适用于硬材料或质地坚硬的样品。
首先,使用机械工具(如剪刀)或精密切割仪来制备尺寸较小的薄片。
随后,使用刮刀等工具,将薄片轻轻地转移到透明的TEM样品网格上。
最后,用气吹干净样品,并使用显微镜检查成果。
2.离心沉淀法:使用这种方法,可以制备到具有较大颗粒的样品。
首先,将所研究的材料分散在适当的溶剂中,并用超声波处理来消除聚集物。
然后,使用离心机将样品离心,使颗粒沉淀在薄网格上。
最后,将样品干燥,并用透明胶带密封以保持样品稳定。
3.冻脱水法:这种方法适用于液态或可溶性样品。
首先,将样品溶解在适当的溶剂中,然后将溶液滴到一片透明的TEM样品网格上。
接下来,将样品迅速冷冻,使其形成冻结状态,并使用真空甚至液氮将水从样品中去除。
最后,将样品干燥,并用透明胶带密封以保持样品稳定。
4.薄膜制备法:对于一些材料,可以通过溅射、蒸镀、离子束制备等方法制备薄膜样品。
这种方法适用于需要研究材料的表面结构和形貌的情况。
通过这些技术,可以在TEM样品网格上制备出具有亚纳米尺寸的薄膜。
无论使用哪种方法,请确保样品制备过程中防止氧化或其他污染物的入侵,以保持样品的原始状态。
此外,制备过程中的轻柔操作以及对透明度的注意,也是获得高质量TEM样品的关键。
最后,使用TEM显微镜观察样品前,确保样品在真空或干燥的环境中,以避免图像的模糊或扭曲。
精品TEM试样制备方法
TEM一、TEM粉末试样的制备1)胶粉混合法在干净玻璃片上滴火棉胶溶液,然后在玻璃片胶液上放少许粉末并搅拌,再将另一玻璃片压上,两玻璃片对研并突然抽开,稍候,膜干。
用刀片划成小方格,将玻璃片斜插入水杯中,在水面上下空插,膜片逐渐脱落,用铜网将方形膜捞出,待观察。
2)支持膜分散粉末法(待测粉末颗粒尺寸远小于铜网小孔)先制备对电子束透明的支持膜,常用的有火棉胶膜、碳膜、火棉胶-碳复合支持膜。
后将支持膜放在通网上,再把粉末放在膜上送入电镜分析。
通过使用超声波搅拌器把带观察的粉末试样加水或溶剂搅拌成悬浮液,然后用滴管把悬浮液放一滴在黏附有支持膜的样品铜网上,静置干燥后即可观察。
为防粉末样品被电子束打落而污染镜筒,可在粉末上喷一层薄碳膜,使粉末夹在两层膜中间。
二、表面复型技术样品要求:1、复型材料本身必须是非晶态材料。
2、复型材料的粒子尺寸必须很小,复型材料的粒子越小,分辨率越高。
3、复型材料应具备耐电子轰击的性能,即在电子束照射下能保持稳定,不发生分解和破坏。
复型方法:1)塑料一级复型法在已制备好的表面清洁的金相试样或断口样品上滴几滴体积浓度为1%的火棉胶醋酸戊酯溶液或醋酸纤维素丙酮溶液,溶液在实验表面展平,多余的溶液用滤纸吸掉,待溶液蒸发后试样表面即留下一层100nm左右的塑料薄膜。
将这层塑料薄膜小心地从试样表面揭下,剪成对角线小于3mm的小方块后,放在直径为3mm的专用铜网上,即可进行TEM分析。
特点:1、制备方法十分简便,对分析直径为20nm左右的细节比较清晰。
2、只能做金相组织的分析,不宜做表面起伏比较大的端口分析。
当端口高度差较大时,无法做出较薄的可被电子束透过的复型膜。
3、分辨率不高,电子束照射下容易分解。
2)碳一级复型法直接把表面清洁的金相试样放入真空镀膜装置中,在垂直方向上向试样表面蒸镀一层数十纳米的碳膜。
把喷有碳膜的样品用小刀划成对角线小于3mm的小方块,然后把该样品放入配好的分离液中进行电解分离或化学分离。
TEM样品的制备
薄膜样品的制备比支持膜法和复型法复杂和 困难得多。之所以采用如此繁杂的制备过程, 目的全在于尽量避免或减少减薄过程引起的组 织结构变化,所以应力求不用或少用机械方法。 只有确保在最终减薄时能够完全去除这种损伤 层的条件下才可使用(研究表明,即使是最细致 的机械研磨,应变损伤层的深度也达数十微米)。
特点:碳粒子小,分辨率达2nm;膜厚度均匀; 导电、导热性能较好;但相对较为复杂,抛离 较难,样品易遭到破坏。
碳一级复型与塑料一级复型比较:
1)碳膜的厚度基本相同,而塑料膜的上 表面基本是平面,膜的厚度随试样位置不同 而异;
2)塑料复型不破坏样品,而碳复型样品 受到破坏;
3)碳复型的分辨率比塑料复型高; 4)塑料复型相比碳复型简便。
4) 糊状法:
用少量的悬浮剂和分散剂与微粒试样调成糊状, 涂在金属网的支持膜上,然后浸入悬浮液中或用悬 浮液冲洗,则残留在支持膜上的试样就达到均匀分 散的目的。
用凡士林作微粒分散剂,用苯荼溶去凡士林, 也可得到良好的效果。对于在干燥、湿润状态易结 团的微粒试样、油脂物质内的固体成分,可用此法。
5) 喷雾法
域; (4)制备过程应易于控制,有一定的重复性,可靠性
。
薄膜样品制备有许多方法,如沉淀法、塑性变形 法和分解法等,这边简单介绍分解法。
分解法(减薄法)分五种:
(1)化学腐蚀法 在合适的浸蚀下均匀薄化晶体片获得薄膜。这只
适用于单晶。 (2)电解抛光法
选择合适的电解液及相应的抛光制度均匀薄化晶 体片,然后在晶体片穿孔周围获得薄膜。这个方法是 薄化金属的常用方法。
表面显微组织浮雕的复型膜,只能进行 形貌观察和研究,不能研究试样的成分 分布和内部结构。
在材料研究中,复型法常用以下几种:
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普通微栅 栅
小孔微 FIB微栅
碳支持膜 当样品放在电镜中观察时,“载网支持膜”在电子束照射下,会产生电荷积累,引起样 品放电,从而发生样品飘移、跳动、支持膜破裂等情况。所以,人们考虑在支持膜上喷 碳,提高支持膜的导电性,达到良好的观察效果。这种经过“喷碳的载网支持膜”,简 称“碳支持膜”,一般膜厚度为7-10nm。 碳支持膜是以有机层为主,膜层较薄,背底一 般影响很小。通常用水或乙醇分散样品,支持膜均不会受腐蚀。载网材料有镍网和钼网 两种;如果您的样品属于磁性粉末样品可以使用两种方法:1.树脂包埋,超薄切片;2.可 以使用双联网碳支持膜。
Resin embedding Cutting
Precision cutting machine
Rough polishing 3 mm dia. punching
Disk punch / Supersonic disk cutter
Precision polishing
Dia lap polishing system
超薄碳膜
超薄碳膜,也是支持膜的一种,是在微栅的基础上,叠加了一层很薄的碳膜, 一般为3-5nm。这层超薄碳膜的目的,是用薄碳膜把微孔挡住。这主要是针对那 些分散性很好的纳米材料,如:10nm以下的样品,分散性极好,如果用微栅就 有可能从微孔中漏出,如果在微栅孔边缘,由于膜厚可能会影响观察。所以,用 超薄碳膜,就会得到很好的效果
透射电镜样品的制备
一、实验目的 没有好的电镜样品就得不出好的实验结果,制备出好 的电镜样品是做好电镜实验工作的关键。本实验的目的是 使学生了解并掌握几种透射电镜常用制样方法。 二、实验要求
1、掌握粉末样品的制备方法;
2、了解薄膜样品的制备方法; 3、了解界面样品的制备方法; 4、认识几种样品制备常用设备; 5、认识并学会使
Dimple grinder
Ion polishing, electrolyze etching
Milling device / electrolyze etching device
Precision ion polisher PIPS Observation
C、极硬与极软样品 树脂包埋,然后采取块体样品的方法制备
2、平面样品的制备
制样设备: 本实验室目前电镜制样的设备主要有离子减薄、凹坑仪、金刚石 圆片切割仪、电解双喷、机械冲孔、磁控溅射镀膜、超声冲孔等实验设备, 能对薄膜样品、金属块体样品进行制备。
机械冲孔器
低速金刚石锯
超声波冲孔仪
凹坑仪
离子减薄仪
载网(铜网、镍网、金网、钼网)
环类(单孔环、椭圆环)
三、透射电镜样品的制备 可供透射电镜观察的样品很多,有金属材料、非金属材料, 有小到几十纳米的粉末颗粒,亦有只有几个纳米厚的薄膜,还 有生物等有机材料。 只要能将其制成对电子束透明、表面平整、稳定、易于放 置、耐电子束轰击、不易挥发、不失真、无放射性、可供观察 的样品即可。 由于电子束的穿透能力有限,为了得到较大的磁场强度, 物镜的上下极靴距离做得很短,透射电镜样品室很小,样品台 所能放下的样品一般是Φ 3mm,厚度0.1mm左右,而实际观察区域 厚度必须小于100nm,高分辨像要求样品更薄。 不同样品有不同的制备方法:粉末、块体、界面
可用于几乎所有样品的制备(但要注意离子损伤倾向和热效应)
电解双喷
JCP200磁控溅射镀膜仪
金属薄膜样品的制备方法
Flow chart of Preparing Material Specimen Specimen cutting
Precision cutting machine
1、将块状样品在所需 要的区域切割取0.20.3mm薄片,机械磨光; 2、化学抛光减薄; (钢铁样品用双氧水+ 氢氟酸) 3、冲成3mm直径园片 进行双喷电解穿孔或离 子减薄。
TEM样品的制备要点
1.样品要足够薄(100-10nm) 2.提供需要观察的、有代表性的视场 3.不能改变样品的结构与成分 (如机械损伤、化学反应、组织转变) 4.满足真空环境的要求、具一定导电性、可经 受电子束的辐照等
1、粉末样品的制备—分三类
A、各种粉末状的纳米材料—纳米材料为减少表面能自然团聚
透射电镜制样用工具类
一、载网类 (纯碳膜、超薄碳膜、微栅、铜网、铜环)—参考网站:新兴百瑞 微栅类:微栅是支持膜的一个品种,在制作支持膜时,特意在膜上制作的微孔, 所以也叫“微栅支持膜”,它也是经过喷碳的支持膜,一般膜厚度为1520nm。它主要是为了能够使样品搭载在支持膜微孔的边缘,以便使样品“无 膜”观察。无膜的目的主要是为了提高图像衬度。所以,观察管状、棒状、 纳米团聚物等,常用“微栅”支持膜,效果很好。特别是观察这些样品的高 分辨像时,更是最佳的选择;碳膜厚度可根据用户使用情况特制;如果样品 颗粒尺寸小于10nm,请用超薄碳膜。
根据具体情况采用合适的方法分散,然后滴在合适的载网上
分散原则: ①根据纳米颗粒的表面所带电荷,带电荷者用极性溶剂 ②根据表面所捕获的表面活性剂,亲疏水性 ③合适的浓度
B、脆性样品 如果是脆性样品,可以考虑将其磨成粉末后再上电镜。研磨过 程根据具体情况可以选择湿磨或干磨。
有时样品量很少可以考虑湿磨,将样品放入玛瑙研钵,倒入适 量酒精或别的有挥发性的不会改变样品性质的液体,将样品充分磨 细。这个过程可能会耗费看一部连续剧的时间。