电镜专业词汇-章晓中
电镜基本术语
原子的大小
• 原子不是刚球。通常所讲的原子的大小是指原 子的有效作用范围。最轻与最重的原子的半径 差异并不大。让我们来估算一下原子的大小： • 已知，石墨的密度ρ=3.5g/cm3 ，1mol石墨的体 ρ=3.5g/cm 1mol 积V=12/3.5(cm3 /mol)， 1mol石墨所含的C原子 数为N0=6.02×1023 • 所以，单个 C原子的体积=V/ N0=5.7 ×10-24cm3, C原子的半径约为1.17Å=11.7nm=1.17 ×10-10m
电子的散射
入射电子进入试样后，与试样原子的原子核及核外 电子发生相互作用，使入射电子发生散射（弹性、 非弹性散射） 。其中，弹性散射指入射电子与 原子核的作用，而非弹性散射是入射电子与核外 电子的作用。 重元素比轻元素对电子的散射能力强。 • 散射（质量-厚度）衬度的形成 由于试样上各部分散射能力不同所形成的衬度，称 为散射（质量-厚度）衬度。
透射电镜（TEM）的成像过程
从加热到高温的钨丝发射电子，在高电压 作用下以极快的速度射出，聚光镜将电 子聚成很细的电子束，射在试样上；电 子束透过试样后进入物镜，由物镜、中 间镜成像在投影镜的物平面上，这是中 间像；然后再由投影镜将中间像放大， 投影到荧光屏上，形成最终像。
透射电镜（TEM）与光镜（LM）的对比
参考书： 1.《现代仪器分析》（上、下），清华大 学出版社 2.《精密分析仪器及应用》，（上、下）， 四川科学技术出版社 3.《材料结构表征及应用》，面向21世纪 课程教材，化学工业出版社。
第六，掌握基本原理、相关 术语等。
引言
• 肉眼可见（大于0.2mm）——宏观形态 • 光镜（LM）可见（小于0.2mm，大于 200nm）——微观形态 • 光镜不可见（小于200nm ）——超微观 形态: a)透射电镜（TEM） b)扫描电镜（SEM）
《生物专业英语》核心词汇
《生物专业英语》专业词汇1. electron microscopy 电子显微镜2. chloroplast 叶绿体3. mitochondria 线粒体4. phospholipid 磷脂5. lipid bilayer 脂双层6. plasma membrane 质膜7. extracellular 细胞外的8. cellulose纤维素9. polysaccharides多糖10. vacuole液泡11. chromatin 染色质12. eukaryotic 真核的13. prokaryotic 原核的14. ribosomes核糖体15. thylakoids类囊体16. peroxisomes, 过氧物酶体17. hydrolytic enzyme 水解酶18. cytoskeleton 细胞骨架19. Chlorophyll 叶绿素20. Chromosome 染色体21. Glycolysis醣酵解22. Microtubule微管23. Organelle细胞器24. Prokaryotic cell 原核细胞25. apoptosis细胞凋亡26. endocytosis 细胞内吞作用27. graminaceous plant禾本科植物28. Pharmacology 药理学29. morphology形态学30. anatomy解剖学31. taxonomy 分类学32. binary nomenclature 双名法33. ontogenesis个体发生34. phylogenesis系统发生35. nanometer 纳米36. micrometer 微米37. millimeter 毫米38. centimeter 厘米39. decimeter分米40. flora植物志，植物群落41. homologous同源的42. plasmodesmata [植]胞间连丝43. plasmolysis质壁分离44. tonoplast液泡膜45. hydrodynamics流体力学, 水动力学46. leucoplast 白色体47. Proplastid 前质体, 原质体48. carotinoid 类胡萝卜素49. saprophytic腐生的50. parasitic寄生的51. endosperm 胚乳52. concentric同中心的53. eccentric偏心的，偏轴的，离心的54. vascular tissue维管组织55. lignin 木质素,56. Chromoplast 有色体57. Amyloplast 淀粉体58. Epidermis 表皮59. Saprophy 腐生60. histology 组织学61. cytology 细胞学62. bacteriology细菌学63. prototype原型64. tobacco mosaic virus (TMV)烟草花叶病毒65. The Transmission Electron Microscope(TEM)透射电子显微镜66. The scanning electron microscope(SEM)扫描电子显微镜67. solid phase 固相168. gas phase 气相69. liquid phase 液相70. ultraviolet light紫外光71. wave length 波长72. subcellular structure 亚细胞结构73. endoplasmic reticulum 内质网74. lipophilic亲脂性的75. assimilation tissue同化组织76. xylem木质部77. phloem韧皮部78. Meristem 分生组织79. embryogenesis胚胎发生80. symmetric对称的81. inflorescence 花, 花序82. apical meristem 顶端分生组织83. lateral meristem侧生分生组织84. intercalary meristem居间分生组织85. apical dominance[植]顶端优势86. gymnosperm 裸子植物87. angiosperm被子植物88. vascular cambium 维管形成层89. cork cambium木栓形成层90. annual rings年轮91. internode节间92. morphogenesis形态发生，形态建成,93. differentiate 分化94. dedifferentiate 去分化,反分化95. totipotency 全能, 全能性96. root cap根冠.97. leaf vein叶脉98. radical apex 根尖99. Procambium原始形成层100. c ross-section横截面101. p arenchyma 薄壁组织102. o rnamental plant观赏植物103. I sodiametric等直径的, 等轴的104. l ignify木质化105. p arasite寄生虫106. x erophyte旱生植物107. A quatic plant水生植物108. s hade plant阴生植物109. g uard cell 保卫细胞110. i ntercellular space细胞间隙111. p hotosynthesis 光合作用112. a naerobic厌氧的113. i nfrared light 红外光114. r edox氧化还原作用115. c ofactor辅助因素116. p hotosystem 光系统117. c ytochrome细胞色素118. A TP (adenosine triphosphate) 三磷酸腺苷119. c arboxylase羧化酶120. o xygenase 加氧酶121. p hotorespiration 光呼吸122. C arbohydrate 糖；碳水化合物123. M esophyll 叶肉124. P hotoinhibition n. 光抑制125. P lastoquinone 质体醌126. a ntioxidant 抗氧化剂127. d ecarboxylation脱羧128. a utotrophic organisms自养生物129. t hermodynamic热力学的130. b iodiversity 生物多样性131. s ymbiotic relationship共生关系132. e ndosymbiosis内共生133. h ydrophobic疏水的134. h ydrophilic亲水的135. n anotechnology纳米技术136. b iomedical生物医学的137. f luorescent荧光的, 莹光的138. p harmaceutical医药品139. n utraceutical营养品140. p romoter启动子2141. b ioremediation生物补救，生物修复142. b iological breakdown生物降解143. i nterdisciplinary学科间的144. e ntomology昆虫学145. w eed science草业科学146. e cosystem 生态系统147. T axonomy分类学148. c ompound eyes复眼149. F ungi 真菌150. i nvasive species 入侵种151. S cience Citation Index科学引文索引152. t he National Institutes of Health (美国)全国卫生研究所153. N euroscience. 神经系统科学154. I SSN（international standard serial number）国际标准期刊编号155. S emimonthly 半月的156. B imonthly 双月的157. Q uarterly 季度的，三月的158. E ngineering Index (EI) 工程(技术资料)索引159. d issertation (学位)论文160. B iophysics 生物物理学161. I mmunology 免疫学162. P athology病理学163. P hysiology 生理学164. V irology 病毒学165. S ystematic Biology 系统生物学166. a ntibiotic抗生素167. G enomics 基因组学168. p esticide杀虫剂169. l actic-acid乳酸170. r ecombinant重组体171. a llergic过敏的, 患过敏症的172. i nsulin 胰岛素173. i dentical twins同卵双生174. D olly the Sheep 多利羊175. z ygote合子，受精卵176. r eproductive cell 生殖细胞177. S omatic cell 体细胞178. S omatic cell nuclear transfer (SCNT) 体细胞核移植179. A rtificial embryo twinning 人工胚胎双生180. s urrogate mother替身母亲181. t rial-and-error反复试验182. I mplantation移植，培植183. T elomeric端粒的184. t elomere端粒185. l ifespan寿命186. i nfertility不育187. i n vitro体外，在生物体外188. i n vivo在活的有机体内189. g enotype 基因型190. p henotype 表现型，表型191. g ermination萌芽, 发生192. G rowth regulator生长调节剂193. a uxin生长素194. c ytokinin细胞分裂素195. m etabolite代谢物196. m icropropagation微繁197. d isinfection消毒，灭菌198. a utoclave高压灭菌器199. e xplant外植体200. V ector 载体201. c ancerous tissue癌组织的202. V accine疫苗203. E mbryonic tissue胚性组织204. h omogenize均质化205. b acteriophage 噬菌体206. s ticky end粘性末端207. b lunt end平末端208. l igase 连接酶209. c odon 密码子3210. b ovine牛的211. t ransgenic 转基因的212. p athogen病菌, 病原体213. g lucose isomerase葡萄糖异构酶214. s tarch saccharification淀粉糖基化215. r estriction endonuclease限制性内切核酸酶216. r ate-determining step限速步骤217. e nzymic catalysis 酶学催化反应218. s pecificity特异性219. h ydrogen bond氢键220. t hermostability热稳定性221. M utant 突变异种，突变体222. P enicillin 青霉素223. b iosensor生物传感器224. o ptical isomers光学异构体225. h ydrolysis水解226. h exokinase己糖激酶227. h exose己醣228. f ructose果糖229. n oncovalent非共价键的230. c oenzyme辅酶231. O xidoreductase氧化还原酶232. d ehydrogenases脱氢酶233. o xidase 氧化酶234. o xygenase加氧酶235. p eroxidase过氧(化)物酶236. T ransferase 转移酶237. H ydrolase 水解酶238. e sterase 酯酶239. g lycosidase 糖苷酶240. l ipase 脂肪酶241. p rotease 蛋白酶242. d ehydratase 脱水酶243. p ectinase 果胶酶244. I somerase 异构酶245. i somerisation 异构化246. e pimerase 差向(异构)酶247. s ynthetase 合成酶248. p ancreas胰腺249. i ntestine 肠250. r eceptor受体251. T erminator终止子252. a nticodon反密码子253. p eptide bond 肽键254. d etoxification解毒，脱毒255. s oybean大豆256. t rans反式257. c is 顺式258. c ardiovascular disease心血管疾病259. h omogeneous同类的, 相似的, 均一的260. h eterogeneous不同种类的261. c arcinogenic致癌物(质)的262. b ioethics生物伦理学263. m ultidisciplinary多学科的264. p esticide杀虫剂265. b ioreactor 生物反应器266. t he Royal Society (英国)皇家学会267. F AO=Food and Agriculture Organization (of the United Nations)(联合国)粮食及农业组织268. b road sense 广义的269. n arrow sense 狭义的270. g enetically modified organisms (GMOs) 遗传修饰生物271. f ishery渔业272. f orestry 林业273. M arker-assisted selection 标记辅助选择274. D NA fingerprinting DNA指纹275. q uantitative trait loci 数量性状位点276. a llergenic引起过敏的277. c ultivar栽培品种4278. B iosafety 生物研究安全性279. A mino acid 氨基酸280. A utofluorescence 自发荧光281. B ase pair 碱基对282. B iodiversity 生物多样性283. C arotinoid 类胡萝卜素284. C entromere 着丝点, 着丝粒285. C ytoplasm 细胞质286. D ifferentiation 分化287. E mbryo 胚胎, 胎儿, 胚芽288. E ntomology 昆虫学289. G enome 基因组/染色体组290. G lycosylate 使糖基化291. H ybridization 杂交, 杂种培植, 配种292. I nheritance 遗传293. K idney 肾脏294. L ysosome溶酶体295. M ammalian 哺乳动物296. M eiosis减数分裂297. M icronutrient 微量元素298. M itosis有丝分裂299. M onocotyledon单子叶植物300. d icotyledon 双子叶植物301. M utation 突变302. N ucleotide 核苷303. P hospholipid 磷脂304. P olymerase 聚合酶305. P olypeptide 多肽306. p olymorphism 多态性，多型性1. 界Kingdom2. 门Phylum3. 纲class4. 目Order5. 科family6. 属genus7. 种Species8. 品种variety5。
电子显微分析
B A
Methods of microstructure analysis
The most commonly used microstructure analysis methods in materials science and engineering
• • • optical microscopy X-ray diffraction electron microscopy
Sumio Iijima (饭岛澄男）discovered carbon nanotubes using TEM in 1991 Nature，354 (1991) 56.
TEM images
Structure model of carbon nanotubes
High resolution TEM (HREM)
Thin specimen
• resolution： <1Å • specimen： thin specimen (10-100nm)
Screen/detector
JEM-2010F FEG TEM
various TEMs
FEI Titan
Characterization of nanomaterials
Why learn electron microscopy
• The properties of materials are mainly determined by its microstructure. By controlling the microstructure of the materials, one can make a material with the required properties. • To achieve such goal, one should first “know” the microstructure of the materials. • Electron microscopy is a method to analyses the microstructure of the materials， especially for nanomaterials and nanotechnology
电镜的常见术语
1. 光学显微镜以可见光为介质，电子显微镜以电子束为介质，由于电子束波长远较可见光小，故电子显微镜分辨率远比光学显微镜高。
光学显微镜放大倍率最高只有约1500倍，扫描式显微镜可放大到10000倍以上。
2. 根据de Broglie波动理论，电子的波长仅与加速电压有关：λe＝h / mv＝h / (2qmV)1/2＝12.2 / (V)1/2 (Å)在10 KV 的加速电压之下，电子的波长仅为0.12Å，远低于可见光的4000 - 7000Å，所以电子显微镜分辨率自然比光学显微镜优越许多，但是扫描式电子显微镜的电子束直径大多在50-100Å之间，电子与原子核的弹性散射(Elastic Scattering) 与非弹性散射(Inelastic Scattering) 的反应体积又会比原有的电子束直径增大，因此一般穿透式电子显微镜的分辨率比扫描式电子显微镜高。
3. 扫描式显微镜有一重要特色是具有超大的景深(depth of field)，约为光学显微镜的300倍，使得扫描式显微镜比光学显微镜更适合观察表面起伏程度较大的样品。
4. 扫描式电子显微镜，其系统设计由上而下，由电子枪(Electron Gun) 发射电子束，经过一组磁透镜聚焦(Condenser Lens) 聚焦后，用遮蔽孔径(Condenser Aperture) 选择电子束的尺寸(Beam Size)后，通过一组控制电子束的扫描线圈，再透过物镜(Objective Lens) 聚焦，打在样品上，在样品的上侧装有讯号接收器，用以择取二次电子(Secondary Electron) 或背向散射电子(Backscattered Electron) 成像。
5. 电子枪的必要特性是亮度要高、电子能量散布(Energy Spread) 要小，目前常用的种类计有三种，钨(W)灯丝、六硼化镧(LaB6)灯丝、场发射(Field Emission)，不同的灯丝在电子源大小、电流量、电流稳定度及电子源寿命等均有差异。
电子显微学进展教学大纲北京科技大学
2010-2011学年电子显微学进展教学大纲课程编号: M031037 中文名称: 电子显微学进展英文名称:一. 总学时: 27面授学时:其它学时:二.学分: 1.5三. 先修课程:电子显微学四. 教学目的:材料科学的中心概念是制备－结构－性能的相互关系，要对材料进行有效的设计和性能优化，在纳米和原子尺度的结构研究是必不可少的。
而电子显微学作为最有效的结构研究方法之一，一直是材料研究的重要组成部分。
国际上，以美国国家电镜中心为代表，先进电子显微学主要在两个方向迅速发展并获得广泛的应用。
一是由于球差校正器的突破性进展，电镜的空间分辨率快速提高，进入亚埃分辨率的阶段。
二是由于能量单色器和高分辨能量过滤器的使用，电子能量损失谱的能量分辨率也越来越高，目前已接近0.1 eV，堪与大型科学装置同步辐射媲美。
高能量分辨率结合高空间分辨率，使先进电子显微镜成为研究物质的原子和电子结构，以及材料物理行为的强有力的工具。
本课程从衍射、成像、谱学三方面帮助学生更好地理解透射电子显微学理论与实际材料应用的相互关系：透射电子显微镜充分利用电子束与材料的相互作用发出的各种信号，包括弹性与非弹性散射电子，实空间与倒空间分布，给出关于材料结构的全面的信息。
了解目前先进电子显微学特别是在高空间高能量分辨的原子结构及电子结构方面的发展状况以及其在材料科学中的应用。
激发学生的学习热情，培养学生对电子显微学研究的兴趣；引导学生了解材料领域微结构研究可进行哪些方面的工作，为学生今后研究工作的开展提供先期准备。
五. 考核方式：（请注明各种类型所占比例）平时成绩：30％。
其中课后作业25％；课堂点名5％课程总结报告：70％六. 课程主要内容：（请注明学时分配）1.电子显微学概述（2学时）：介绍电子显微镜主要是透射电子显微镜及电子显微学发展历史；简单回顾本课程将涉及到的电子光学内容。
透射电子显微镜充分利用电子束与材料的相互作用发出的各种信号，包括弹性与非弹性散射电子，实空间与倒空间分布，给出关于材料结构的全面的信息。
SEM扫描电子显微镜基础知识
扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope)基础知识一、扫描电子显微镜的工作原理扫描电镜是用聚焦电子束在试样表面逐点扫描成像。
试样为块状或粉末颗粒，成像信号可以是二次电子、背散射电子或吸收电子。
其中二次电子是最主要的成像信号。
由电子枪发射的能量为 5 ～ 35keV 的电子，以其交叉斑作为电子源，经二级聚光镜及物镜的缩小形成具有一定能量、一定束流强度和束斑直径的微细电子束，在扫描线圈驱动下，于试样表面按一定时间、空间顺序作栅网式扫描。
聚焦电子束与试样相互作用，产生二次电子发射（以及其它物理信号），二次电子发射量随试样表面形貌而变化。
二次电子信号被探测器收集转换成电讯号，经视频放大后输入到显像管栅极，调制与入射电子束同步扫描的显像管亮度，得到反映试样表面形貌的二次电子像。
二、扫描电镜具有以下的特点(1) 可以观察直径为0 ～ 30mm的大块试样(在半导体工业可以观察更大直径)，制样方法简单。
(2) 场深大、三百倍于光学显微镜，适用于粗糙表面和断口的分析观察；图像富有立体感、真实感、易于识别和解释。
(3) 放大倍数变化范围大，一般为 15 ～ 200000 倍，对于多相、多组成的非均匀材料便于低倍下的普查和高倍下的观察分析。
(4) 具有相当高的分辨率，一般为 3.5 ～ 6nm。
(5) 可以通过电子学方法有效地控制和改善图像的质量，如通过调制可改善图像反差的宽容度，使图像各部分亮暗适中。
采用双放大倍数装置或图像选择器，可在荧光屏上同时观察不同放大倍数的图像或不同形式的图像。
(6) 可进行多种功能的分析。
与 X 射线谱仪配接，可在观察形貌的同时进行微区成分分析；配有光学显微镜和单色仪等附件时，可观察阴极荧光图像和进行阴极荧光光谱分析等。
(7) 可使用加热、冷却和拉伸等样品台进行动态试验，观察在不同环境条件下的相变及形态变化等。
三、扫描电镜的主要结构1.电子光学系统：电子枪；聚光镜（第一、第二聚光镜和物镜）；物镜光阑。
电镜--细胞的超微结构及功能
线粒体的半自主性
60年代，线粒体基质中分离出DNA (mtDNA)➙具有 独立的遗传体系； 虽能合成蛋白质，但翻译体系都是由核基因编码， 在细胞质中合成后，再定向转运到线粒体； 线粒体的转录和翻译过程完全依赖于细胞核的遗传 装置，即线粒体的半自主性。
细胞色素氧化酶（3）、细胞色素bc1复合体（1）、 ATP酶（4）、核糖体小亚单位（1）。
中间纤维的结构
第七章 病毒的超微结构
病毒是一类非细胞形态的介于生命与非生 命形式之间的物质。 主要特征：
– 个体微小，必须用电镜才能看见； – 仅具有一种类型的核酸，或DNA或RNA，没有 含两种核酸的病毒； – 专营细胞内寄生生活； – 具有受体连结蛋白，与敏感细胞表面的病毒受 体连结，进而感染细胞。
线粒体的超微结构（2）
内膜 （inner membrane）：
– 含100种以上的多肽；
–通透性很低，仅允许不带电荷的小分子物质通 过，大分子和离子需要特殊的转运系统；
–氧化磷酸化的电子传递链位于内膜； –内膜向线粒体基质褶入形成嵴（cristae），扩 大内膜表面积（达5-10倍）；
– 标志酶为细胞色素C氧化酶。
7.流感病毒（丝状有被膜）
谢 谢！
1.病毒的结构
10-30nm之间。 结构简单，由核酸（DNA或RNA）芯和蛋白 质衣壳（capsid）所构成。 衣壳有保护病毒核酸不受酶消化的作用。
核酸和蛋白质的装配形式：
– 二十面体对称 – 螺旋对称 – 复合对称
2.脊髓灰质炎病毒
3.烟草花叶病毒
4.疱疹性口炎病毒
5.人类天花病毒
6.T4噬菌体
微管组织中心：
– 微管进行组装的区域； – 着丝粒、中心体、基体等。
电镜发展及电子光学基础
第1章：电子显微镜发展 (The development of Electron Microscopy)
1.1 光学显微镜的分辨率
1.2 电磁透镜 1.3 磁透镜的缺陷和理论分辨距离
1.4 不同型号电镜发展历史及应用
3
4
5
电子显微镜 (electron microscope，EM)
利用电子与物质作用所产生之讯号来检测 微区域 晶体结构(crystal structure， CS) 微观组织 (microstructure，MS) 化学成份(chemical composition，CC) 化学键结(chemical bonding，CB) 电子分布情况 (electronic structure， ES) 的电子光学装置。 6
电子的波长
m
m0 v 1 2 c
2
, E eU m c m0c
2
2
h 12.25 得： ( A) U 1 0.9788 10 U eU 2em U 1 2m c
6 0 2 0
例： U=40kV: =0.00601nm: =0.00251nm
25
1.3 电磁透镜的缺陷和理论分辨距离
分辨率是衡量透镜质量的最主要指 标。 理论分辨率：r0 /2, 电压200kV: = 0.00251nm, r0 = 0.0013nm； 实际分辨率：0.1～0.2nm
why？
26
电磁透镜与光学透镜一样，除了衍射 效应对分辨率的影响外，还有像差对 分辨率的影响 球差 几何像差
像差 色差
像散
27
1） 球 差 (Spherical aberration)
球差是由于电磁透镜的 中心区域和边沿区域对电 子的会聚能力不同而造成 的。
SEM扫描电子显微镜知识
SEM扫描电子显微镜知识扫描电子显微镜知识A—Z / SEM的构造扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope：SEM）是观察样品表面的装置。
用很细的电子束（称为电子探针）照射样品时，从样品表面会激发二次电子，在电子探针进行二维扫描时，通过检测二次电子形成一幅图像，就能够观察样品的表面形貌。
SEM的构造装置的结构SEM由形成电子探针的电子光学系统、装载样品用的样品台、检测二次电子的二次电子检测器、观察图像的显示系统及进行各种操作的操作系统等构成（图1），电子光学系统由用于形成电子探针的电子枪、聚光镜、物镜和控制电子探针进行扫描的扫描线圈等构成，电子光学系统（镜筒内部）以及样品周围的空间为真空状态。
图1 SEM的基本结构1图2 电子枪的构造图电子枪电子枪是电子束的产生系统，图2是热发射电子枪的构造图。
将细（0.1 mm左右）钨丝做成的灯丝（阴极）进行高温加热（2800K左右）后，会发射热电子，此时给相向设置的金属板（阳极）加以正高圧（1～30kV），热电子会汇集成电子束流向阳极，若在阳极中央开一个孔，电子束会通过这个孔流出，在阴极和阳极之间，设置电极并加以负电圧，能够调整电子束的电流量，在这个电极（被称为韦氏极）的作用下，电子束被细聚焦，最细之处被称为交叉点（Crossover)，成为实际的光源(电子源)，其直径为15～20μm。
以上说明的是最常用的热发射电子枪，此外还有场发射电子枪和肖特基发射电子枪等。
热发射电子枪的阴极除使用钨丝外，还使用单晶六硼化镧(LaB6)，LaB6由于活性很强，所以需要在高真空中工作。
2透镜的构造电子显微镜一般采用利用磁铁作用的磁透镜。
当绕成线圈状的电线被通入直流电后，会产生旋转对称的磁场，对电子束来说起着透镜的作用。
由于制作强磁透镜（短焦距的透镜）需要增加磁力线的密度，如图3所示，线圈的周围套有铁壳（轭铁），磁力线从狭窄的开口中漏洩出来，开口处被称作磁极片（极靴），经精度极高的机械加工而成。
扫描电镜若干重要术语解读
扫描电镜若干重要术语解读二次电子（secondary electron SE）二次电子的成因是由于高能入射电子与样品原子核外电子相互作用，使核外电子电离所造成，尤其是外层电子与原子核结合力较弱，被大量电离形成自由电子。
如果这种过程发生在样品表层，自由电子只要克服材料的逸出功，就能离开样品，成为二次电子。
对于金属，价电子结合能很小，约为10eV，其电离的几率远远大于内壳层电子，样品吸收一个高能电子，就能产生多个二次电子。
二次电子绝大部分为价电子。
入射电子在样品深处同样产生二次电子，但由于二次电子能量小，不能出射。
出射的二次电子只限于样品的表层，其范围与入射电子束直径相当，取样深度根据计算得到为小于10nm的范围。
因此用二次电子成像分辨率高，能够完全反映样品的表面形貌特征。
背散射电子（backscattered electron BSE）电子束一般要穿入样品的某个深度后才能经受充分的散射过程，使其穿行方向反转和引起背散射，因此从样品出射的背散射电子带有样品某个深度范围的性质信息，其取样深度很大程度上依赖样品本身的性质，无法用单一数字给出这个深度值。
所以射BSE的数量高度依赖于电子束撞击点样品的平均原子序数。
因此，随着原子序数增加，背散射的电子就更多。
从样品表面背散射出来的电子也激发二次电子，作为SE2电子。
BSE给出深度信息和图像中的原子序数衬度。
特征X射线（characteristic X-ray X-ray）当高能电子进入样品后，受到样品原子的非弹性散射，将其能量传递给原子而使其中某个内壳层的电子被电离，并脱离该原子，内壳层上出现一个空位，原子处于不稳定的高能激发态。
在激发后10-12S内原子便恢复到最低能量的基态。
在这个过程中，一系列外层电子向内壳层空位跃迁，同时产生特征X射线和俄歇电子，释放出多余的能量。
特征X射线有足够大的能量，可以从样品深部出射，其产生范围包容了相互作用区的最外层，对于中等以上原子序数的样品，如金属或陶瓷，该范围约几个微米。
SEM的原理及应用科普
SEM的原理及应用科普1. SEM简介扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope，简称SEM）是一种利用电子束与样品相互作用来观察样品表面形貌的仪器。
与光学显微镜相比，SEM具有更高的分辨率和更大的深度。
SEM的工作原理基于电子束与样品的相互作用，通过测量电子束与样品之间的相互作用来获得样品的表面形貌和组成信息。
SEM广泛应用于材料科学、生物学、化学等领域。
2. SEM的工作原理SEM通过加速电子束并将其聚焦到非常小的面积上，使电子束成为微观世界的“探针”，与样品表面进行相互作用。
当电子束与样品表面相互作用时，会发生多种现象，包括电子-电子散射、电子-原子核散射、二次电子发射等。
基于这些相互作用，SEM可以获得关于样品表面形貌和组成的详细信息。
SEM的工作原理可以简要概括为以下几个步骤： - 加速电子束：使用高压来加速电子束，使其具有较高的动能。
- 聚焦电子束：通过透镜系统将电子束聚焦到非常小的面积上，以增加分辨率。
- 扫描样品表面：通过扫描线圈或扫描电子束的方式，使电子束在样品表面上进行规律的扫描，从而获得整个样品的图像。
- 检测电子信号：当电子束与样品表面相互作用时，会发生多种电子信号的产生，包括二次电子、背散射电子等。
SEM通过探测这些电子信号来获得关于样品的信息。
- 图像处理和显示：SEM获得的电子信号经过处理和解析，最终转化为样品表面形貌和组成的图像。
3. SEM的应用领域SEM在各个科学领域都有广泛的应用。
3.1 材料科学在材料科学领域，SEM常被用来观察材料的微观结构和表面形貌。
SEM可以揭示材料的晶体结构、相界面、微观缺陷等信息，对于材料的研究和开发具有重要意义。
此外，SEM还可以进行能谱分析，获得材料的组成信息，提供辅助分析的数据。
3.2 生物学SEM在生物学领域的应用主要集中在生物样品的形态学研究方面。
通过SEM，可以观察到生物样品的细胞形态、细胞器的形貌以及细菌和病毒等微生物的形态特征。
透射电镜的结构原理与应用
透射电镜的结构原理与应用1. 介绍透射电镜是一种重要的科学仪器，广泛应用于物质结构表征、纳米级材料研究以及材料性能分析等领域。
本文将介绍透射电镜的基本结构原理和主要应用。
2. 结构原理透射电镜由以下几个主要组成部分构成：2.1 电子源透射电镜通过发射电子来照射样品，产生透射电子图像。
常用的电子源有热阴极电子枪和场发射电子枪。
2.2 透镜系统透镜系统用于聚焦电子束，使其尽可能细致地照射样品。
透镜系统由几个透镜组成，包括聚焦透镜和物镜透镜。
2.3 样品台样品台用于支撑和定位样品，通常由精细的机械组件构成，可以在不同角度下观察样品。
2.4 检测器检测器用于捕捉透射电子，并将其转化为图像或电子衍射图样。
常见的检测器包括二维探测器和散射探测器。
3. 应用领域3.1 材料科学透射电镜在材料科学领域中有着广泛的应用。
通过观察材料的微观结构，可以研究材料的晶体结构、晶格畸变以及材料的相变等。
同时，透射电镜还可以通过观察样品的元素分布和组分分析，来研究材料的化学成分。
3.2 纳米科学纳米科学是近年来快速发展的一个领域，透射电镜在纳米级材料研究中起到了重要的作用。
透射电镜可以观察纳米材料的尺寸、形貌以及内部结构。
通过控制纳米材料的合成和制备过程，可以实现对纳米结构的精确控制。
3.3 生物学在生物学领域，透射电镜被广泛应用于细胞学和分子生物学的研究。
透射电镜可以观察细胞的超微结构，如细胞核、质体和线粒体等。
通过观察生物样品的超微结构，可以深入了解生物体的功能和活动。
3.4 材料分析透射电镜还可以用于材料的结构和化学组成的分析。
通过透射电镜的高分辨率成像和电子衍射技术，可以对材料的微观结构进行定量分析。
同时，透射电镜还可以进行元素分析和晶体学分析等。
4. 总结透射电镜作为一种重要的科学仪器，在材料科学、纳米科学、生物学以及材料分析等领域发挥着重要作用。
通过了解透射电镜的结构原理和主要应用，可以更好地利用透射电镜进行科学研究和实验工作。
细胞生物学技术复习ACE新年礼物版 (1)
名词解释电子显微镜:以电子束为光源，电磁场为透镜，利用电子信号成像，具有高分辨率和放大倍数的显微镜，用于研究组织和细胞的超微结构。
电子束:又称电子射线，电子束带负电荷，具有光的波动性可折射性，电镜利用电子束作为“光源” 成像二次电子:在入射电子的轰击下,样品表面5-50 nm 深度激发出来的电子称为二次电子，利用二次电子信息成像的称为 扫描电镜透射电子:当样品厚度小于100nm时，部分电子可穿透样品，将穿透样品的电子叫做透射电子,利用透射电子信息成像的称为透射电镜分辨率：用于表示人的眼睛和光学仪器，能够辨别两点之间最小距离的标志，人眼的分辨率由人眼的生理结构决定。
光镜由光波波长和物镜数值孔径决定。
电镜由电子束半波长决定。
分辨率是衡量电镜性能的重要指标。
血管灌注固定：血管灌注固定是通过血管灌注适量的固定剂，在动物体内把活细胞在原位及时固定。
血管灌注固定速度快，固定均匀，可减少离体或死亡后缺氧引起自发性的变化影响，特别是对脑、心肌、肾脏等对缺氧比较敏感的组织尤为重要。
超薄切片：将环氧树脂包埋的组织块切成100nm以下的薄切片称为超薄切片，超薄切片经电子染色后在TEM下观察组织细胞内部的超微结构。
免疫电镜技术：是将免疫学方法与电子显微镜技术相结合，利用抗原与抗体特异结合的特性，在超微结构水平定位特异大分子的技术。
IHC(免疫组化，免疫细胞化学技术)：把组织细胞中的特异分子作为抗原，利用抗原抗体特异性结合的特点，用显微镜下可见的标记物直接或间接标记抗体或抗原抗体复合物，使之在显微镜下可见，从而间接地显示抗原，达到在细胞或细胞器水平定位特异分子的目的.直接法：组织抗原直接与标记的特异抗体反应间接法：抗原与未标记的特异抗体（一抗）反应，一抗再作为抗原与标记的第二抗体反应 LSAB法：Labeled streptoavidin biotin标记链球菌亲和素-生物素技术①特异性抗体（一抗）先与组织细胞中的抗原结合②生物素化抗体（二抗）再与一抗结合③链球菌亲和素联接的过氧化物酶与生物素化抗体结合ABC 法：Avidin-biotin peroxidase complex method亲和素－生物素-酶复合物技术亲和素与生物素偶联的过氧化物酶组合成亲和素－生物素－酶复合物①特异性抗体（一抗）先与组织细胞中的抗原结合②生物素化抗体（二抗）再与一抗结合③复合物与生物素化抗体结合原位杂交技术：利用核苷酸碱基配对原理，用含有特异序列、经过标记的核酸单链即探针，在适宜条件下与组织细胞中的互补核酸单链即靶核酸发生杂交，通过检测标记探针，从而在细胞原位显示特异的DNA或RNA分子。
TEM主要英语词汇
TEM主要英语词汇第⼆篇⾦属电⼦显微分析Electron Microanalysis for Metals第⼀章电⼦光学基础The Electron Optics引⾔1.显微分析的任务：了解材料的化学成分、形貌和晶体结构The microanalysis: Composition, topography, and crystals construction.2.电⼦光学仪器：透射电⼦显微镜（TEM）,扫描电⼦显微镜(SEM)The instrument of electron optics:Transmission Electron Microscope (TEM), Scanning Electron Microscope (SEM)3.以电⼦光学⽅法将具有⼀定能量的电⼦(或离⼦)会聚成细⼩的⼊射束，通过与样品物质的相互作⽤激发表征材料微观组织结构特征的各种信息，检测并处理这些信息从⽽给出形貌、成分和结构的丰富资料，是所有电⼦光学仪器的共同特点。
3.The incident beam of electrons (or ions) condensed with electronic optics technique interact with the materials of samples to exact and product the information of materials’ topography, crystals construction, and also, to detect and to treat these information about the composition, topography, and crystals construction.4.微区分析新技术4.Micro-analysis technique.1.1.⼏何光学: 折射定律，Geometric Optics :Refractive law光的折射是其成像基础。
电镜测试常见问题问答
1.做TEM测试时样品的厚度最厚是多少?TEM的样品厚度最好小于100nm，太厚了电子束不易透过，分析效果不好。
2.请问样品的的穿晶断裂和沿晶断裂在SEM图片上有各有什么明显的特征？在SEM图片中，沿晶断裂可以清楚地看到裂纹是沿着晶界展开，且晶粒晶界明显；穿晶断裂则是裂纹在晶粒中展开，晶粒晶界都较模糊。
3.做TEM测试时样品有什么要求？很简单，只要不含水分就行。
如果样品为溶液，则样品需要滴在一定的基板上（如玻璃），然后干燥，再喷碳就可以了。
如果样品本身导电就无需喷碳。
4.水溶液中的纳米粒子如何做TEM？、透射电镜样品必须在高真空中下检测，水溶液中的纳米粒子不能直接测。
一般用一个微栅或铜网，把样品捞起来，然后放在样品预抽器中，烘干即可放入电镜里面测试。
如果样品的尺寸很小，只有几个纳米，选用无孔的碳膜来捞样品即可。
6.粉末状样品怎么做TEM？扫描电镜测试中粉末样品的制备多采用双面胶干法制样，和选用合适的溶液超声波湿法制样。
分散剂在扫描电镜的样品制备中效果并不明显，有时会带来相反的作用，如干燥时析晶等。
7.EDS与XPS测试时采样深度的差别？XPS采样深度为2-5nm，我想知道EDS采样深度大约1um.8.能谱，有的叫EDS，也有的叫EDX，到底哪个更合适一些？能谱的全称是：Energy-dispersive X-ray spectroscopy国际标准化术语:EDS-能谱仪EDX-能谱学9.TEM用铜网的孔洞尺寸多大？捞粉体常用的有碳支持膜和小孔微栅，小孔微栅上其实也有一层超薄的碳膜。
拍高分辨的，试样的厚度最好要控制在20 nm以下，所以一般直径小于20nm的粉体才直接捞，颗粒再大的话最好是包埋后离子减薄。
10.在透射电镜上观察到纳米晶,在纳米晶的周围有非晶态的区域,我想对非晶态的区域升温或者给予一定的电压(电流),使其发生变化,原位观察起变化情况？用原子力显微镜应该可以解决这个问题。
11.Mg-Al合金怎么做SEM，二次电子的这种样品的正确测法应该是先抛光，再腐蚀。
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电镜词汇说明：这些词汇按照各章节内容顺序总结，看词汇的同时也在把知识点复习TEM_ Transmission Electron Microscope透射电子显微镜SEM_ Scanning Electron Microscope扫描电子显微镜EPMA_ Electron Probe Microanalyzer电子探针显微分析STEM_ Scanning Transmission Electron Microscope扫描透射电子显微镜EDS_ X-ray energy dispersive spectrometerX光能谱分析CBED_ Convergent Beam Electron Diffraction 会聚束电子衍射EELS_ Electron Energy Loss Spectrometry电子能量损失能谱EBSD_ Electron Backscattered Diffraction电子背散射衍射SPM_ Scanning Probe Microscope扫描探针显微镜STM_ Scanning Tunneling Microscope扫描隧道显微镜AFM_ Atomic Force Microscope原子力显微镜HREM_ High Resolution Electron Microscope 高分辨电子显微镜NBD_ Nano-beam Electron diffraction纳电子衍射resolution分辨率diffraction衍射Rayleigh criterion瑞利判据accelerating voltage 加速电压aberration像差spherical aberration球差chromatic aberration色差astigmatism像散distortion畸变short magnetic lens短磁透镜magnification放大率Polepieces极靴C s: spherical aberration coefficient球差系数α: s emi-angle半角tungsten wire钨丝FEG: Field Emission Gun场发射枪condenser lens会聚镜specimen样品Objective lens物镜objective aperture物镜光阑SAD_ selected area diffraction选取衍射SAD aperture选区光阑Intermediate lens中间镜Projector lens投影镜screen光屏diaphragm隔片（光阑外的部分）insert插入pattern图案，花样camera chamber照相室CCD_ Charge-Coupled Devices电荷耦合器件IP_ Imaging plate成像板vacuum真空DP_ Diffusion Pump扩散泵side-entry specimen holder侧入样品杆grid微栅Single-tilt holder单倾台alignment对中Thin foil薄膜cross section specimen界面样品prethinning预减薄dimpler凹坑减薄仪Tripod polisher三角抛光器Twin-jet electropolishing apparatus双喷电解抛光装置Ion Milling离子减薄slice薄片Ultramicrotomy超薄切片法Extraction Replication萃取复型FIB_ Focused Ion Beam聚焦离子束（Ga）inert惰性(in)elastic scattering（非）弹性散射Bragg’s Law布拉格定律Reciprocal lattice倒易点阵Ewald Sphere爱瓦德球Systematic absence系统消光Relrod倒易杆camera constant相机常数Weiss zone law晶带定律Plot画出corresponding相关perpendicular垂直Eucentric plane真实中心平面Displacement位移Index指数；标定integer ratio relationship整数比关系radii半径calculate计算ASTM（American Society for Testing Material）card美国试验材料学会180º ambiguity 180度不确定度dislocation位错Calibration校正symmetry对称twinned crystals孪晶twin reflection spots孪生反射点？？High Order Laue Zone高阶劳埃带edge边缘superimpose重叠Tetragonal四方Orthorhombic正交Hexagonal六方Kikuchi Lines菊池线hyperbolae双曲线Kikuchi pole菊池极Superlattice超点阵Incommensurate structure无公度结构textured specimen织构样品Contrast衬度Kinematical theory运动学理论Dynamical theory动力学理论Mass-thickness contrast质厚衬度Phase contrast image相衬度Z contrast Z衬度absorption吸收Diffraction contras t衍射衬度BF: bright filed image明场像DF: dark filed image暗场像CDF: Centered Dark Field image中心暗场像complementary互补column approximation柱体近似extinction distance消光距离Thickness fringes等厚条纹Bend Contour弯曲轮廓（等倾条纹）invisibility criterion of defects缺陷不可见判据Stacking fault层错Screw dislocation螺位错Edge dislocation刃位错real dislocation真实位错Burgers vectors泊氏矢量Moiré patterns云纹图案effective extinction distance有效消光距离Characteristic X-ray特征X光SE: secondary electron慢二次电子topographic contrast形貌对比Auger Electron俄歇电子CL: cathodoluminescence阴极荧光Transmitted electrons透射电子（EELS）Scan coils扫描线圈specimen chamber样品室Cathode Ray Tube阴极射线管Secondary el ectron yield δ二次电子产率trajectory轨迹BSE: Backscattered electron背散射电子Channelling contrast通道衬度orientation取向spatial distribution of composition成分空间分布Absorption electron image吸收电子像S/N: signal noise ratio信噪比charging充电现象a large depth of focus很大景深Fracture surface断口表面EBSP:Electron Backscatter Diffraction Pattern 电子背散射衍射图案Crystal Orientation Mapping晶体取向成像Variable -Pressure SEM可变气压扫描电镜ESEM TM: Environmental SEM环境扫描电镜GSED: gaseous secondary electron detector 气体二次电子探测器Si(Li) detector 锂漂移硅探测器WDS: Wavelength Dispersive X-ray Spectrometer X射线波谱仪MCA: multichannel analyzer多通道分析仪overlapped peak重叠峰spot analysis点分析Line scan线扫描Element mapping元素分布图volume exited激发体积Quantitative analysis定量分析weak-phase-object approximation弱相位物体近似scherzer defocus Scherzer欠焦specimen thickness样品厚度NED: nano-area electron diffraction微衍射disc盘chemical bonding化学键Energy Filtered Image能量过滤像HAADF:High-angle annular dark field images 高角环形暗场像atomic number contrast原子序数衬度Electron holography电子全息Electron tomography电子断层扫描C s-corrected TEM球差校正透射电镜In-situ TEM原位透射电镜E-beam Lithography电子束曝光。