透射电子显微镜的发展与应用PPT课件
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透射电子显微镜原理及结构课件
观察与记录系统
荧光屏
将投影镜输出的像投影在荧光屏 上，便于观察。
摄像机
将荧光屏上的图像拍摄下来，记录 并传输至计算机进行后续处理。
图像处理软件
对摄像机拍摄的图像进行数字化处 理，如调整亮度、对比度、色彩平 衡等，以便更好地观察和分析样品 结构。
04
透射电子显微镜的操作 与维护
透射电镜的操作步骤
衍射是指波遇到障碍物或孔洞时，会沿着障碍物边缘弯曲传播的现象。 在透射电子显微镜中，电子波的衍射使得电子能够散射并形成明暗相间 的斑点或条纹。
电子的干涉与衍射
当电子通过透镜系统时，会受到电场和磁场的作用，从而改 变它们的波函数。透镜系统的设计使得电子在到达样品时具 有相同的相位，从而形成干涉现象。干涉使得电子在样品上 散射并重新聚焦，形成明暗相间的图像。
放置样品
将需要观察的样品放置在电镜 的样品台上，确保样品稳定不 动。
调节亮度与对比度
根据观察的需要，适当调节电 镜的亮度与对比度旋钮，使图 像更加清晰。
打开电源
首先打开透射电镜的电源开关， 确保电源正常。
调整焦距
通过调节焦距旋钮，使电镜的 物镜逐渐接近样品，直到清晰 看到样品的图像。
观察与记录
观察并记录样品的图像，可以 通过电镜的摄像系统或记录仪 进行记录。
衍射是指电子在遇到样品时，会沿着样品的晶格结构散射。 散射的角度取决于样品的晶格常数和电子的波长。通过测量 衍射斑点的位置和强度，可以获得样品的晶体结构和相信息 。
透射电镜成像原理
透射电镜的成像原理是将电子束通过 样品，然后使用透镜系统将散射的电 子聚焦并成像在荧光屏幕上。由于电 子的波长比可见光的波长要短得多， 因此透射电镜能够获得比光学显微镜 更高的分辨率。
《透射电子显微镜》课件
光阑
限制照明区域，减小成像的视场，提高成像的分辨率 。
光路调节器
调节光路中的光束方向和大小，确保光束正确投射到 样品上。
成像系统
Hale Waihona Puke 物镜将样品上的图像第一次放 大并投影到中间镜上。
中间镜
将物镜放大的图像进一步 放大并投影到投影镜上。
投影镜
将中间镜放大的图像最终 放大并投影到荧光屏或成
像设备上。
真空系统
谢谢您的聆听
THANKS
透射电子显微镜技术不断改进，分辨率和放大倍数得到显著提 高。
透射电子显微镜技术不断创新，出现了许多新型的透射电子显 微镜，如高分辨透射电子显微镜、冷冻透射电子显微镜等。
透射电子显微镜的应用领域
生物学
观察细胞、蛋白质、核酸等生物大分子的 结构和功能。
医学
研究病毒、细菌、癌症等疾病的发生、发 展和治疗。
真空泵
01
通过抽气作用维持透射电子显微镜内部的高真空状态。
真空阀门
02
控制真空泵的工作时间和进气流量，以保持透射电子显微镜内
部真空度的稳定。
真空检测器
03
监测透射电子显微镜内部的真空度，当真空度不足时提醒操作
人员进行处理。
03
透射电子显微镜的操作与维护
透射电子显微镜的操作步骤
打开电源
确保实验室电源稳定，打开透射电子显微镜 的电源开关。
记录
对透射电子显微镜的使用和维护情况进行 记录，方便日后追踪和管理。
04
透射电子显微镜的样品制备技术
金属样品的制备技术
电解抛光
通过电解抛光液对金属样品进行抛光 ，去除表面杂质和氧化层，使样品表 面光滑、平整。
离子减薄
限制照明区域，减小成像的视场，提高成像的分辨率 。
光路调节器
调节光路中的光束方向和大小，确保光束正确投射到 样品上。
成像系统
Hale Waihona Puke 物镜将样品上的图像第一次放 大并投影到中间镜上。
中间镜
将物镜放大的图像进一步 放大并投影到投影镜上。
投影镜
将中间镜放大的图像最终 放大并投影到荧光屏或成
像设备上。
真空系统
谢谢您的聆听
THANKS
透射电子显微镜技术不断改进，分辨率和放大倍数得到显著提 高。
透射电子显微镜技术不断创新，出现了许多新型的透射电子显 微镜，如高分辨透射电子显微镜、冷冻透射电子显微镜等。
透射电子显微镜的应用领域
生物学
观察细胞、蛋白质、核酸等生物大分子的 结构和功能。
医学
研究病毒、细菌、癌症等疾病的发生、发 展和治疗。
真空泵
01
通过抽气作用维持透射电子显微镜内部的高真空状态。
真空阀门
02
控制真空泵的工作时间和进气流量，以保持透射电子显微镜内
部真空度的稳定。
真空检测器
03
监测透射电子显微镜内部的真空度，当真空度不足时提醒操作
人员进行处理。
03
透射电子显微镜的操作与维护
透射电子显微镜的操作步骤
打开电源
确保实验室电源稳定，打开透射电子显微镜 的电源开关。
记录
对透射电子显微镜的使用和维护情况进行 记录，方便日后追踪和管理。
04
透射电子显微镜的样品制备技术
金属样品的制备技术
电解抛光
通过电解抛光液对金属样品进行抛光 ，去除表面杂质和氧化层，使样品表 面光滑、平整。
离子减薄
高分辨透射电子显微术优秀课件.ppt
高分辨透射电子显微术优秀课件
波的干涉
Yi
底片
高分辨透射电子显微术优秀课件
高分辨透射电子显微术：是材料原子级别显微组织结构的相 位衬度显微术。它能使大多数晶体材料中的原子成串成像。
高分辨透射电子显微术优秀课件
）首次用电子显微镜拍摄了 Ti2Nb10O29 的二维像，并指出高分辨像中一个亮点对应于 晶体结构中电子束入射方向的一个通道。这是由于通道与周 围相比对电子的散射较弱，因此在像中呈现为亮点。在弱相 位体近似成立的条件下，高分辨电子显微像就是晶体结构在 电子束方向的投影，因此将晶体结构与电子显微像结合起来。 这种直观地显示晶体结构的高分辨像就称为结构像。
高分辨透射电子显微术优秀课件
阿贝成像原理
成像系统光路图如图所示。 当来自照明系统的平行电子束投射
到晶体样品上后，除产生透射束外 还会产生各级衍射束，经物镜聚焦 后在物镜背焦面上产生各级衍射振 幅的极大值。 每一振幅极大值都可看作是次级相 干波源，由它们发出的波在像平面 上相干成像，这就是阿贝光栅成像 原理。
在此期间，人们还致力于发展超高压电镜、扫描 透射电镜、环境电镜以及电镜的部件和附件等， 以扩大电子显微分析的应用范围和提高其综合分 析能力。
高分辨透射电子显微术优秀课件
高分辨电镜可用来观察晶体的点阵像或单原子像等所谓的高 分辨像。这种高分辨像直接给出晶体结构在电子束方向上的 投影，因此又称为结构像(图4-86)。
高分辨TEM
用物镜光阑选择透射波，观察到的象为明场象； 用物镜光阑选择一个衍射波，观察到的是暗场像； 在后焦平面上插上大的物镜光阑可以获得合成象，即高分辨
电子显微像
高分辨透射电子显微术优秀课件
高分辨显微像
高分辨显微像的衬度是由合成的透射波与衍射波的相位差所 形成的。
波的干涉
Yi
底片
高分辨透射电子显微术优秀课件
高分辨透射电子显微术：是材料原子级别显微组织结构的相 位衬度显微术。它能使大多数晶体材料中的原子成串成像。
高分辨透射电子显微术优秀课件
）首次用电子显微镜拍摄了 Ti2Nb10O29 的二维像，并指出高分辨像中一个亮点对应于 晶体结构中电子束入射方向的一个通道。这是由于通道与周 围相比对电子的散射较弱，因此在像中呈现为亮点。在弱相 位体近似成立的条件下，高分辨电子显微像就是晶体结构在 电子束方向的投影，因此将晶体结构与电子显微像结合起来。 这种直观地显示晶体结构的高分辨像就称为结构像。
高分辨透射电子显微术优秀课件
阿贝成像原理
成像系统光路图如图所示。 当来自照明系统的平行电子束投射
到晶体样品上后，除产生透射束外 还会产生各级衍射束，经物镜聚焦 后在物镜背焦面上产生各级衍射振 幅的极大值。 每一振幅极大值都可看作是次级相 干波源，由它们发出的波在像平面 上相干成像，这就是阿贝光栅成像 原理。
在此期间，人们还致力于发展超高压电镜、扫描 透射电镜、环境电镜以及电镜的部件和附件等， 以扩大电子显微分析的应用范围和提高其综合分 析能力。
高分辨透射电子显微术优秀课件
高分辨电镜可用来观察晶体的点阵像或单原子像等所谓的高 分辨像。这种高分辨像直接给出晶体结构在电子束方向上的 投影，因此又称为结构像(图4-86)。
高分辨TEM
用物镜光阑选择透射波，观察到的象为明场象； 用物镜光阑选择一个衍射波，观察到的是暗场像； 在后焦平面上插上大的物镜光阑可以获得合成象，即高分辨
电子显微像
高分辨透射电子显微术优秀课件
高分辨显微像
高分辨显微像的衬度是由合成的透射波与衍射波的相位差所 形成的。
第九章透射电子显微镜 PPT
大透镜,形成第一幅高分辨率电 子显微图像与电子衍射花样。 物镜特点:强激磁、短焦距(13mm),高放大倍数,高分辨率。
物镜决定透射电子显微镜分辨 本领
物镜就是一个强激磁短焦距得透镜,它得放 大倍数较高,一般为100-300倍。目前,高质 量得物镜其分辨率可达0、1nm左右。
(一)物镜
提高物镜分辨率得措施:
各国代表人物
美国伯克莱加州大学G、Thomas将TEM第 一个用到材料研究上。
日本岗山大学H、 Hashimoto日本电镜研 究得代表人。
中国:钱临照、郭可信、李方华、叶恒强、 朱静。
国内电镜做得好得有:北京电镜室(物理所)、 沈阳金属所、清华大学。
为什么要用TEM?
1)可以实现微区物相分析。
如果中间镜得像平面出现一定得位移,这个位 移距离仍处于投影镜得景深范围之内,因此,在 荧光屏上得图像仍旧就是清晰得。
§ 9-1 透射电子显微镜得结构与成像机理
(四)成像与衍射操作:背焦面
背焦面:样品得电子衍射斑点。
§ 9-1 透射电子显微镜得结构与成像机理
(四)成像与衍射操作:像平面
像平面
像平面
分析透射电子显微镜 JEM200CX
分析透射电子显微镜JEM2010
分析型透射电子显微镜
超高压电 镜
TEM发展简史
1924年de Broglie提出波粒二象性假说 1926 Busch指出“具有轴对称性得磁场对电子束
起着透镜得作用,有可能使电子束聚焦成像”。 1927 Davisson & Germer, Thompson and Reid 进行
物镜光阑得另一个主要作用就是在后焦面上 套取衍射束得斑点(即副焦点)成像,这就就是 所谓暗场像。利用明暗场显微照片得对照分 析,可以方便地进行物相鉴定与缺陷分析。
物镜决定透射电子显微镜分辨 本领
物镜就是一个强激磁短焦距得透镜,它得放 大倍数较高,一般为100-300倍。目前,高质 量得物镜其分辨率可达0、1nm左右。
(一)物镜
提高物镜分辨率得措施:
各国代表人物
美国伯克莱加州大学G、Thomas将TEM第 一个用到材料研究上。
日本岗山大学H、 Hashimoto日本电镜研 究得代表人。
中国:钱临照、郭可信、李方华、叶恒强、 朱静。
国内电镜做得好得有:北京电镜室(物理所)、 沈阳金属所、清华大学。
为什么要用TEM?
1)可以实现微区物相分析。
如果中间镜得像平面出现一定得位移,这个位 移距离仍处于投影镜得景深范围之内,因此,在 荧光屏上得图像仍旧就是清晰得。
§ 9-1 透射电子显微镜得结构与成像机理
(四)成像与衍射操作:背焦面
背焦面:样品得电子衍射斑点。
§ 9-1 透射电子显微镜得结构与成像机理
(四)成像与衍射操作:像平面
像平面
像平面
分析透射电子显微镜 JEM200CX
分析透射电子显微镜JEM2010
分析型透射电子显微镜
超高压电 镜
TEM发展简史
1924年de Broglie提出波粒二象性假说 1926 Busch指出“具有轴对称性得磁场对电子束
起着透镜得作用,有可能使电子束聚焦成像”。 1927 Davisson & Germer, Thompson and Reid 进行
物镜光阑得另一个主要作用就是在后焦面上 套取衍射束得斑点(即副焦点)成像,这就就是 所谓暗场像。利用明暗场显微照片得对照分 析,可以方便地进行物相鉴定与缺陷分析。
《透射电子显微镜》课件
优点和缺点
透射电子显微镜的优点包括高分辨率、高对比度、高灵敏度、大深度和号称百万倍的放大倍 数。缺点则包括成本高，需要复杂的样品处理和分析技能。
主要部件
透射电子显微镜主要由以下几个部分组成。
电子源
在透射电子显微镜中使用的电子通常来自热丝或发 射枪。电子的产生必须在真空下进行，以避免与气 体分子相互作用。
透镜系统
透射电子显微镜的透镜系统主要包括透镜、压电陶 瓷和扫描线圈等。这些设备可在电子束内部转移和 聚焦电子以生成清晰的图像。
检测器
工作原理
透射电子显微镜将电子束传递到样品中。当电子束穿过样品时，它们与样品中的原子和分子发生相互作用，并 形成一张图像。
1
电子束的生成
通过电子源产生电子束。在常见的电子源
潜在应用
透射电子显微镜在材料科学、生物学和半导体和微 电子学以外，有许多潜在应用。例如，透射电子显 微镜可以用于分析能量存储、生物医学和太阳能等 领域。
结束语
透射电子显微镜是一种强大的工具，可用于分析微观结构、了解材料性质和研究新技术。希望这个PPT课件能 让更多的人了解透射电子显微镜，并鼓励更多的人来研究和应用这项技术。
电子束的准直和聚焦
2
中，通过加热钨丝等材料来产生电子。
使用透镜系统将电子束准直和聚焦，以使
电子束具有较小的纵向、径向直径和透射
度。
3
电子束与样品的相互作用
电子束穿过样品并与样品中的电子云相互
作用，同时使样品产生信号。这些信号被
信号的检测检测器收集并解析透射电子显微镜样品与 电子束相互作用所生成的信号。
应用
透射电子显微镜在各种不同的领域中都有广泛的应用，其中包括材料科学、生物学和半导体和微电子学。
透射电子显微镜的优点包括高分辨率、高对比度、高灵敏度、大深度和号称百万倍的放大倍 数。缺点则包括成本高，需要复杂的样品处理和分析技能。
主要部件
透射电子显微镜主要由以下几个部分组成。
电子源
在透射电子显微镜中使用的电子通常来自热丝或发 射枪。电子的产生必须在真空下进行，以避免与气 体分子相互作用。
透镜系统
透射电子显微镜的透镜系统主要包括透镜、压电陶 瓷和扫描线圈等。这些设备可在电子束内部转移和 聚焦电子以生成清晰的图像。
检测器
工作原理
透射电子显微镜将电子束传递到样品中。当电子束穿过样品时，它们与样品中的原子和分子发生相互作用，并 形成一张图像。
1
电子束的生成
通过电子源产生电子束。在常见的电子源
潜在应用
透射电子显微镜在材料科学、生物学和半导体和微 电子学以外，有许多潜在应用。例如，透射电子显 微镜可以用于分析能量存储、生物医学和太阳能等 领域。
结束语
透射电子显微镜是一种强大的工具，可用于分析微观结构、了解材料性质和研究新技术。希望这个PPT课件能 让更多的人了解透射电子显微镜，并鼓励更多的人来研究和应用这项技术。
电子束的准直和聚焦
2
中，通过加热钨丝等材料来产生电子。
使用透镜系统将电子束准直和聚焦，以使
电子束具有较小的纵向、径向直径和透射
度。
3
电子束与样品的相互作用
电子束穿过样品并与样品中的电子云相互
作用，同时使样品产生信号。这些信号被
信号的检测检测器收集并解析透射电子显微镜样品与 电子束相互作用所生成的信号。
应用
透射电子显微镜在各种不同的领域中都有广泛的应用，其中包括材料科学、生物学和半导体和微电子学。
第二章透射电子显微镜ppt课件
b.成像/衍射模式选择。 •投影镜：进一步放大中间镜的 像。
透 射 电 镜 主 体 剖 面 图
三级放大成像示意图
2.1.3 观察记录系统
❖ 观察和记录系统包括荧光屏和照相机构。
❖ 荧光屏涂有在暗室操作条件下，人眼较敏感、发绿 光的荧光物质，有利于高放大倍数、低亮度图像的 聚集和观察。
❖ 照相机构是一个装在荧光屏下面，可以自动换片的 照相暗盒。胶片是一种对电子束曝光敏感、颗粒度 很小的溴化物乳胶底片，为红色盲片，曝光时间很 短，一般只需几秒钟。
的导磁体来吸引部分磁场。
❖电磁式：通过电磁极间 的吸引和排斥来校正磁场。 通过改变两组电磁体的励 磁强度和磁场的方向实现 校正磁场。
消像散器一般安装在透镜的上、 下极靴之间
电磁式消像散示意图
聚光镜消像散调整
2.2.4 光阑（Diaphragm holders and choice of diaphragms）
❖ 新型电镜均采用电磁快门，与荧光屏联动。有的装 有自动曝光装置。现代电镜已开始装有电子数码照 相装置，即CCD相机。
真空系统
❖ 在电子显微镜中，凡是电子运行的 区域都要求有尽可能高的真空度。
电源与控制系统
❖ 电子显微镜需要两个独立的电源，即使电 子加速的小电流高压电源和使电子束聚焦 与成像的大电流低压磁透镜电源。
1. 电子枪
❖ 电子枪是透射电子显微镜的电子源。
❖ 常用的是热阴极三极电子枪，由发夹形钨丝阴极、栅
源电子极帽枪和的阳极组成。
，形阴成极自:阴偏 极灯丝通常用0.03和阴0.极1毫之米栅间的极钨:栅丝极作是成控V制形电。子束 电位差形。状电和发射强度的（也称
为控制极、韦氏圆筒）。
阳极间会阳聚极:阳极使从阴极发射 交叉点的形，电成通子 定获 向得 高较 速高电的子动流能，，也
透 射 电 镜 主 体 剖 面 图
三级放大成像示意图
2.1.3 观察记录系统
❖ 观察和记录系统包括荧光屏和照相机构。
❖ 荧光屏涂有在暗室操作条件下，人眼较敏感、发绿 光的荧光物质，有利于高放大倍数、低亮度图像的 聚集和观察。
❖ 照相机构是一个装在荧光屏下面，可以自动换片的 照相暗盒。胶片是一种对电子束曝光敏感、颗粒度 很小的溴化物乳胶底片，为红色盲片，曝光时间很 短，一般只需几秒钟。
的导磁体来吸引部分磁场。
❖电磁式：通过电磁极间 的吸引和排斥来校正磁场。 通过改变两组电磁体的励 磁强度和磁场的方向实现 校正磁场。
消像散器一般安装在透镜的上、 下极靴之间
电磁式消像散示意图
聚光镜消像散调整
2.2.4 光阑（Diaphragm holders and choice of diaphragms）
❖ 新型电镜均采用电磁快门，与荧光屏联动。有的装 有自动曝光装置。现代电镜已开始装有电子数码照 相装置，即CCD相机。
真空系统
❖ 在电子显微镜中，凡是电子运行的 区域都要求有尽可能高的真空度。
电源与控制系统
❖ 电子显微镜需要两个独立的电源，即使电 子加速的小电流高压电源和使电子束聚焦 与成像的大电流低压磁透镜电源。
1. 电子枪
❖ 电子枪是透射电子显微镜的电子源。
❖ 常用的是热阴极三极电子枪，由发夹形钨丝阴极、栅
源电子极帽枪和的阳极组成。
，形阴成极自:阴偏 极灯丝通常用0.03和阴0.极1毫之米栅间的极钨:栅丝极作是成控V制形电。子束 电位差形。状电和发射强度的（也称
为控制极、韦氏圆筒）。
阳极间会阳聚极:阳极使从阴极发射 交叉点的形，电成通子 定获 向得 高较 速高电的子动流能，，也
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 例如，日本电子的200KV 场发射透射电镜 JEM2010F 不仅可实现超高分辨率图像的观察，同时， 还可以得到纳米尺度的结构、成分等信息。日立 公司的 H-7600 透射电镜数字图像处理系统不仅 可以将 TEM 图像转换成“网上兼容”格式的图像， 并利用数字化 TEM 系统实现了图像自动聚焦，而 且该系统能方便而有效地进行诸如视场选择、聚 焦、图像记录、图像数据输出到监视器等一系列 的操作。
2020/10/13
7
• 电子显微镜的放大倍数高，成像系统中的 噪声也会被放大，因而会引起图像质量的 下降。透射电镜对试样的要求高，首先要 求试样很薄以便于电子束通过，粉末试样 要以炭膜为支持膜，当粉末在炭膜上分散 不均匀时，会导致图像背底噪声，图像变 得模糊。另外，电子枪发射出来的电子， 加速后到达试样的不一致性会引起电子噪 声。
2020/10/13
8
• 电子显微镜物镜的焦距若调节不当，所得 到的图像就不能完全反映其真实图像，原 像中有些细节可能是假像，有些细节可能 完全丢失，这称为过滤效应。再者，任何 一张电子显微镜的图像都是二维的平面像， 任何一个三维物体的复杂结构需要通过若 干张二维图像才能得到，这就需要用图像 处理的技术来解决。
2020/10/13
3
• 经过七十多年的发展，今天的透射电镜已 是具有高达百万倍放大倍率，0.1—0.2nm 分辨本领而且还能对几个纳米的微小区域 进行化学分析和晶体结构分析的高放大率、 高分辨率的电子光学仪器。它已成为全面 揭示物质微观特征（晶体结构、形貌、化 学成分等）的综合性仪器，是现代固体科 学（包括固体物理、固体化学、固体电子 学、材料科学、地质矿物、晶体学等学科） 研究工作中必不可少的手段。
2020/格居高不下，而且使用 的耗材价格昂贵；国内对透射电镜的数字 化改造已取得一定的成绩和经验，但其完 成的系统图像质量不佳、分析处理功能简 单、图像的分析标定功能基本没有。纵观 国内外对透射电镜的研究和使用情况，可 以得出以下结论：
2020/10/13
12
谢谢您的指导
• Basic user 模块是最基础的用户界面，相关专业人员可以 依靠系统的导航模板完成试验；
• Expert 模块为有一定电镜操作技术基础的人员设置；
• Administrator 模块提供给管理人员超级用户权限，可对操 作者被允许使用的功能和权限进行设置、修改等。
2020/10/13
5
• 日本在电子显微镜研究方面也一直投入了大量的 人力财力，日立(HITACHI)、日本电子株式会社 (JEOL)等大公司推出的电镜属世界先进行列。
2020/10/13
10
• 北京有色金属研究院在其原有透射电镜 JEM-120F 的基础上改造了电镜的结构，使 其能够实时采集图像并转换成数字图像。 北京化工大学的微观分析所也装配了这套 系统。据实地考察，该数字图像采集与处 理分析系统获取的图像背景粗糙、放大倍 数超过二十万倍时 CCD 灵敏度不够、图像 的亮度偏低，且基本上没有后续的图像处 理软件。
THANK YOU FOR YOUR GUIDANCE.
感谢阅读！为了方便学习和使用，本文档的内容可以在下载后随意修改，调整和打印。欢迎下载！
汇报人：XXXX 日期：20XX年XX月XX日
13
2020/10/13
9
三、我国透射电镜发展状况
• 我国在透射电镜的研制方面力量薄弱，至今尚未 有商品化的国产透射电子显微镜。
• 我国各科研院所和大专院校的现有电镜设备，基 本上是直接购买国外先进的电镜或者在原有电镜 的基础上改造升级。清华大学材料工程学院所购 日本电子的 JEM-2010F 和JEM-200CX 实现了图 像的实时采集和数字化，具有良好的图像质量， 但价格昂贵，每套图像处理系统报价在 6-8 万美 元。
• 从而为电子显微镜能够获得更高的分辨本 领提供了理论依据。
2020/10/13
2
• 1926 年，Busch 建立了几何电子光学理论。 正是由于有了物理学和电子光学的这些最 基本的理论和发现.
• 才导致M. Knoll 和 E. Ruska 于 1932 年发 明了第一台电子显微镜。透射电镜的问世 是二十世纪最重大的发明之一。长期以来， 透射电镜（TEM）被广泛地应用到现代科 学技术各领域，特别是应用在材料的微观 结构特征的观察分析中。
透射电子显微镜的发展与应用
2020/10/13
1
• 1878 年，Abbe 指出光学显微镜分辨本领 受到光波衍射的限制，给出了表示光学显 微镜分辨本领极限的公式。
• 1897 年，J.J. Thomson 证实了电子的存在， 1924 年，德布罗意提出微观粒子的波粒二 重性原理，计算表明电子波长比可见光波 短得多，
2020/10/13
6
当今透射电镜
• 新一代电镜普遍利用计算机和图像处理分析技术， 实现了电镜数字化及其图像的自动处理分析。
• 传统透射电镜采用电镜专用的电子感光底板曝光 成像，其照片结果要经过冲洗、印像，不仅耗费 大量照相材料，须经一整套繁琐的暗室操作，而 且更麻烦的是当最终照片不理想时，一切得从头 开始，但往往很难再找到原来理想的微观视场。 随着电镜仪器的老化，干扰因素的增多，这种少 慢差费、劳民伤财的状况越来越严重。
2020/10/13
4
二、国外透射电镜的发展状况
• 欧洲对电子显微镜的研究一直居于世界的前列，其有关透 射电镜的研究动态常见报道。随着计算机科学和图像摄取 技术的发展和进步，出现了越来越多的数字化透射电镜， 其分辨率得到了很大的提高。
• 飞利浦公司推出的新一代透射电镜分辨率达到0.15nm， 该电镜的图像摄取、处理和分析系统分成三个层次，能够 适用于不同层次的使用者：
2020/10/13
7
• 电子显微镜的放大倍数高，成像系统中的 噪声也会被放大，因而会引起图像质量的 下降。透射电镜对试样的要求高，首先要 求试样很薄以便于电子束通过，粉末试样 要以炭膜为支持膜，当粉末在炭膜上分散 不均匀时，会导致图像背底噪声，图像变 得模糊。另外，电子枪发射出来的电子， 加速后到达试样的不一致性会引起电子噪 声。
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• 电子显微镜物镜的焦距若调节不当，所得 到的图像就不能完全反映其真实图像，原 像中有些细节可能是假像，有些细节可能 完全丢失，这称为过滤效应。再者，任何 一张电子显微镜的图像都是二维的平面像， 任何一个三维物体的复杂结构需要通过若 干张二维图像才能得到，这就需要用图像 处理的技术来解决。
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• 经过七十多年的发展，今天的透射电镜已 是具有高达百万倍放大倍率，0.1—0.2nm 分辨本领而且还能对几个纳米的微小区域 进行化学分析和晶体结构分析的高放大率、 高分辨率的电子光学仪器。它已成为全面 揭示物质微观特征（晶体结构、形貌、化 学成分等）的综合性仪器，是现代固体科 学（包括固体物理、固体化学、固体电子 学、材料科学、地质矿物、晶体学等学科） 研究工作中必不可少的手段。
2020/格居高不下，而且使用 的耗材价格昂贵；国内对透射电镜的数字 化改造已取得一定的成绩和经验，但其完 成的系统图像质量不佳、分析处理功能简 单、图像的分析标定功能基本没有。纵观 国内外对透射电镜的研究和使用情况，可 以得出以下结论：
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谢谢您的指导
• Basic user 模块是最基础的用户界面，相关专业人员可以 依靠系统的导航模板完成试验；
• Expert 模块为有一定电镜操作技术基础的人员设置；
• Administrator 模块提供给管理人员超级用户权限，可对操 作者被允许使用的功能和权限进行设置、修改等。
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• 日本在电子显微镜研究方面也一直投入了大量的 人力财力，日立(HITACHI)、日本电子株式会社 (JEOL)等大公司推出的电镜属世界先进行列。
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• 北京有色金属研究院在其原有透射电镜 JEM-120F 的基础上改造了电镜的结构，使 其能够实时采集图像并转换成数字图像。 北京化工大学的微观分析所也装配了这套 系统。据实地考察，该数字图像采集与处 理分析系统获取的图像背景粗糙、放大倍 数超过二十万倍时 CCD 灵敏度不够、图像 的亮度偏低，且基本上没有后续的图像处 理软件。
THANK YOU FOR YOUR GUIDANCE.
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汇报人：XXXX 日期：20XX年XX月XX日
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三、我国透射电镜发展状况
• 我国在透射电镜的研制方面力量薄弱，至今尚未 有商品化的国产透射电子显微镜。
• 我国各科研院所和大专院校的现有电镜设备，基 本上是直接购买国外先进的电镜或者在原有电镜 的基础上改造升级。清华大学材料工程学院所购 日本电子的 JEM-2010F 和JEM-200CX 实现了图 像的实时采集和数字化，具有良好的图像质量， 但价格昂贵，每套图像处理系统报价在 6-8 万美 元。
• 从而为电子显微镜能够获得更高的分辨本 领提供了理论依据。
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• 1926 年，Busch 建立了几何电子光学理论。 正是由于有了物理学和电子光学的这些最 基本的理论和发现.
• 才导致M. Knoll 和 E. Ruska 于 1932 年发 明了第一台电子显微镜。透射电镜的问世 是二十世纪最重大的发明之一。长期以来， 透射电镜（TEM）被广泛地应用到现代科 学技术各领域，特别是应用在材料的微观 结构特征的观察分析中。
透射电子显微镜的发展与应用
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• 1878 年，Abbe 指出光学显微镜分辨本领 受到光波衍射的限制，给出了表示光学显 微镜分辨本领极限的公式。
• 1897 年，J.J. Thomson 证实了电子的存在， 1924 年，德布罗意提出微观粒子的波粒二 重性原理，计算表明电子波长比可见光波 短得多，
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当今透射电镜
• 新一代电镜普遍利用计算机和图像处理分析技术， 实现了电镜数字化及其图像的自动处理分析。
• 传统透射电镜采用电镜专用的电子感光底板曝光 成像，其照片结果要经过冲洗、印像，不仅耗费 大量照相材料，须经一整套繁琐的暗室操作，而 且更麻烦的是当最终照片不理想时，一切得从头 开始，但往往很难再找到原来理想的微观视场。 随着电镜仪器的老化，干扰因素的增多，这种少 慢差费、劳民伤财的状况越来越严重。
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二、国外透射电镜的发展状况
• 欧洲对电子显微镜的研究一直居于世界的前列，其有关透 射电镜的研究动态常见报道。随着计算机科学和图像摄取 技术的发展和进步，出现了越来越多的数字化透射电镜， 其分辨率得到了很大的提高。
• 飞利浦公司推出的新一代透射电镜分辨率达到0.15nm， 该电镜的图像摄取、处理和分析系统分成三个层次，能够 适用于不同层次的使用者：