扫描电镜SEM和透射电镜TEM样品制备技术

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扫描电镜标本制备技术[资料]

扫描电镜标本制备技术[资料]

扫描电镜标本制备技术扫描电镜Scanningelectronmicroscope,SEM)与透射电镜在观察中获得的超微结构信息各有所长,并互相补充。

透射电镜样品制备技术主要用于观察生物样品内部的二维平面的微细结构,而扫描电镜所收集的主要是电子束照射在样品上所产生的二次电子。

由于扫描电镜景深长,故其图像层次丰富,立体感强,可显示生物样品表面及其断面的三维立体结构。

一、SEM生物样品制备的基本要求及操作程序生物样品与金属、矿物等材料不同,具有质地柔软、容易变形、导电性能差、二次电子发射率低、含水量多(有的含水达80%以上)等特点,因此对热、干燥、电子轰击等十分敏感,所以扫描电镜生物样品的制备有以下基本要求:1.注意表面的清洁,防止污染。

2.样品要干燥,不能变形,尽量保持样品表面的微细结构。

3.导电性能要好,应进行导电处理。

4.二次电子的发射率要高。

5.注意确认和保护样品的观察面。

尽管不同的生物样品可以采用不同的制备方法,但一般情况下除了比较坚硬的组织(骨骼、牙齿、指甲、毛发、贝壳、昆虫及某些植物样品)和需采用某些特殊制备技术者(管道铸型扫描、低电压观察法等)外,均需要经过取材、清洗、固定、脱水、干燥及金属镀膜等基本操作程序。

(一)取材1.取材前应作好药品及器材的准备,每次取材的品种及数量不宜过多,以免延误时间、影响制样效果。

2.动作要迅速,材料应尽快进入固定液。

3.取材部位要准确。

观察组织细胞表面结构为主的样品,直径最大不宜超过5mm,高度可在3~5mm之间。

观察组织细胞内部结构为主的样品,直径应小于2mm,高度可在3mm左右。

为了提高固定、脱水、干燥及镀膜效果,在满足所需要观察内容的条件下,样品块以尽量小一些为宜。

4.机械损伤要小,解剖器械要锋利,取材动作要轻巧,避免牵拉和钳夹,并做好对观察面的标记。

5.操作应在低温(0~4℃)下进行。

(二)样品情况在样品制备过程中,应注意清除覆盖于样品表面的粘液、分泌物、组织液、血液、细胞碎片、药物反应沉淀物等所造成的污染,否则不仅会掩盖样品表面的微细结构,甚至会得出错误的判断。

透射电镜、扫描电镜样品的制备及电镜观察方法

透射电镜、扫描电镜样品的制备及电镜观察方法

透射电镜、扫描电镜样品的制备及电镜观察一、实验目的1、掌握透射电子显微镜和扫描电子显微镜的结构及工作原理2、了解透射电镜和扫描电镜样品的制备方法3、了解透射电镜和扫描电镜的操作步骤二、实验原理1、透射电子显微镜的结构及其原理透射电子显微镜主要由3个部分组成:电子光学系统、真空系统和电器系统。

真空系统由机械泵和扩散泵组成,任务是保证镜筒内电子束经过部分的真空度至少在10-4-10-6mmHg,以减少高速运动的电子受气体分子散射的机会和气体分子受高速电子撞击时的电离放电现象,以及样品对电子枪灯丝的污染等等。

提高图像质量,延长灯丝寿命。

电器系统包括高压电源、透镜电源、真空系统电源和其他电器部件。

为了保持电子枪发射电子波长的单一性,电子枪加速电压必须配有稳压器,而且要求输出电压的稳定性在10-5~10-6以上。

透射电镜的电子光学系统包括照明系统、成像系统和记录系统。

物镜、中间镜、投影镜组成的三级放大是成像系统的常规模式,它有高放大倍率、中放大倍率和低放大倍率三种工作状态。

在实际电镜观察中,为了寻找样品中的最佳成像区域,通常先在低倍模式下大视域观察,在转换到高倍成像模式进一步观察。

它的成像原理有质量厚度衬度原理、电子衍射原理、衍射衬度成像原理。

2、扫描电子显微镜结构及其工作原理扫描电子显微镜除了电子光学系统、真空系统、电器系统三部分外,还有信号检测系统。

一般扫描电镜的电子光学部分由电子枪、三级聚光镜和样品室组成。

在扫描电镜中,样品较厚,电子束与样品表面的作用很复杂,引起非弹性散射的原因也很多,由于每个高能电子入射到样品后的境遇不同,激发多种物理信号。

如果在样品附近配置不同的信号检测器,就可获得反映样品不同性质的信息。

二次电子像的分辨率等于扫描电镜的极限分辨率。

按照检测的对象划分,检测系统可分为三大类:电子检测器、阴极荧光检测器和X射线检测器。

扫描电镜的衬度是一个与样品的性质、所检测的物理信号种类、具体所用的检测器等因素有关的量,最长涉及的有形貌衬度、成份衬度、晶体衬度、电位衬度等。

利用聚焦离子束双束扫描电镜制备透射样品的主要流程

利用聚焦离子束双束扫描电镜制备透射样品的主要流程

利用聚焦离子束双束扫描电镜制备透射样品的主要流程聚焦离子束双束扫描电镜(Focused Ion Beam Dual Beam Scanning Electron Microscope,简称FIB-SEM)是一种高分辨率的表面形貌和微结构分析技术,可以实现对样品进行原位观察和制备。

利用FIB-SEM可以制备透射电镜(Transmission Electron Microscopy,简称TEM)样品,即通过FIB切割和修整样品,使其达到适合TEM观察的薄片形态。

本文将详细介绍利用FIB-SEM制备透射样品的主要流程。

1. 样品准备首先需要准备待制备的样品。

这些样品可以是固体材料、生物组织或其他需要进行透射电镜观察的材料。

为了便于FIB切割和修整,样品应具有一定的硬度和稳定性。

2. 样品固定将待制备的样品固定在一个小型支撑台上,并使用导电胶或其他导电材料将其牢固地粘附在支撑台上。

导电胶能够提供良好的导电性,以便在后续的FIB切割和修整过程中排除电荷积累的干扰。

3. FIB切割将固定在支撑台上的样品放入FIB-SEM设备中,调整好样品位置。

然后使用离子束对样品进行切割。

离子束由高能离子组成,可以精确地切割样品表面。

通过控制离子束的扫描速度和电流密度,可以实现不同形状和尺寸的切割区域。

4. FIB修整在完成初始切割后,需要对样品进行进一步的修整以达到透射电镜观察的要求。

使用较低能量和较小电流密度的离子束,在已经切割好的区域上进行精细修整。

通过逐渐去除样品表面的材料,可以获得更加平坦、光滑且薄片形态良好的透射样品。

5. 清洗和抛光经过FIB修整后,样品表面可能存在一些污染物或残留物。

为了获得更好的透射图像质量,需要对样品进行清洗和抛光处理。

这可以通过离子束轰击、溅射或化学腐蚀等方法来实现。

清洗和抛光的目的是去除样品表面的污染物,并使其更加平整和透明。

6. TEM观察完成清洗和抛光后,将样品转移到透射电镜中进行观察。

【材料课堂】如何拍出高质量SEM、TEM照片!

【材料课堂】如何拍出高质量SEM、TEM照片!

【材料课堂】如何拍出高质量SEM、TEM照片!利用电子显微镜来分析研究物体的组织形貌、结构特征,是现在科研实验最常用的方法之一。

但能否拍出好形貌直接取决于样品制作的好坏,因而制作出符合要求的样品成为整个实验的关键。

下面小编综合整理了制备各种材料SEM和TEM样品的方法,希望对各位实验猿们有所帮助。

扫描电镜SEM1样品要求固体,无毒,无放射性,无污染,无磁,无水,成分稳定2常用方法一般分块状样品、粉末样品和截面样品制备三类1、块状样品低倍率观察(<5万倍)-- 导电胶带高倍率观察(>5万倍)-- 液体导电胶2、粉末样品可以直接固定在导电胶带或者液体导电胶上,见图注意:如果是导电胶带,揭下来的剥离纸一定要倒着放,撒完样品后在用剥离纸干净的面压一下,固定的才回牢如果是液体导电胶,最好是用水溶性的,不容易和样品发生反应,撒样品的时间点控制在导电胶快干的时候撒,才能使样品达到半浸没状态。

也可以用分散法:3、截面样品如果是硅片或者是玻璃,需要用到玻璃刀,见图注意:用玻璃刀划的时候要让开观察的面,也就是说可以上面和下面各划一下,然后再掰就可以了根据不同样品材质,有的时候是正面掰好,有的时候是从背面掰好。

对于薄膜类的样品,可以用液氮粹断,如下图更先进的电镜制样方法了解更多,请点击 → 材料课堂:SEM扫描电镜必备知识!氩离子切割技术是一种利用宽离子束(〜1mm)来切割样品,以获得宽阔而精确的电子显微分析区域的样品表面制备技术。

一个坚固的挡板遮挡住样品的非目标区域,有效的遮蔽了下半部分的离子束,创造出一个侧切割平面,去除样品表面的一层薄膜。

氩离子抛光技术是对样品表面进行抛光,去除损伤层,从而得到高质量样品,用于在 SEM,光镜或者扫描探针显微镜上进行成像、EDS、EBSD、CL、EBIC 或其它分析。

透射电镜TEM1样品要求1. 样品被观察区对入射电子必须是“透明”的。

电子穿透样品的能力与其本身能量及样品所含元素的原子序数有关。

tem和sem的优缺点与区别

tem和sem的优缺点与区别

tem和sem的优缺点与区别
SEM,全称为扫描电子显微镜,又称扫描电镜,英文名Scanning Electronic Microscopy.
SEM:即扫描电子显微镜,是1965年发明的较现代的细胞生物学研究工具,主要是利用二次电子信号成像来观察样品的表面形态,即用极狭窄的电子束去扫描样品,通过电子束与样品的相互作用产生各种效应,其中主要是样品的二次电子发射。

二次电子能够产生样品表面放大的形貌像,这个像是在样品被扫描时按时序建立起来的,即使用逐点成像的方法获得放大像。

SEM的优点:(一)能够直接观察样品表面的结构,样品的尺寸可大至120mm80mm50mm。

(二)样品制备过程简单,不用切成薄片。

(三)样品可以在样品室中作三度空间的平移和旋转,因此,可以从各种角度对样品进行观察。

(四)景深大,图象富有立体感。

扫描电镜的景深较光学显微镜大几百倍,比透射电镜大几十倍。

(五)图象的放大范围广,分辨率也比较高。

可放大十几倍到几十万倍,它基本上包括了从放大镜、光学显微镜直到透射电镜的放大范围。

分辨率介于光学显微镜与透射电镜之间,可达3nm。

(六)电子束对样品的损伤与污染程度较小。

(七)在观察形貌的同时,还可利用从样品发出的其他信号作微区成分分析。

SEM的缺点:①异常反差。

由于荷电效应,二次电子发射受到不规则影响,造成图像一部分异常亮,另一部分变暗。

②图像畸形。

由于静电场作用使电子束被不规则地偏转,结果造成图像畸变或出现阶段差。

③图像漂移。

由于静电场作用使电子束不规则偏移引起图像的漂移。

④亮点与亮线。

带。

关于透射电镜和扫描电镜等的样品制备

关于透射电镜和扫描电镜等的样品制备

5.2.3.1 金属薄膜样品的制备
目前较普遍地被采用的金属薄膜制备过程大体是: 线切割----机械研磨(或化学抛光)----化学抛光---电解抛光。具体方法如下:
1.线切割:用线切割机床从大块样品上切下0.2-0.3mm厚的机械研磨预减薄 :机械研磨方法与金相试样抛光过程基本

碳一级复型示意图
二级复型






(1)用常规方法将试样表面抛光、腐蚀,其腐蚀深度较一般金相 腐蚀略深。 (2)配制好0.5%、1%、2%、5%几种不同浓度的火棉胶醋酸异 戊脂溶液。 (3)取0.5%的火棉胶溶液均匀地涂于试样表面,用红外灯烤干, 依次用同样的方法将1%、2%或5%的火棉胶溶液涂于试样表面, 并烤干。 (4)用透明胶带紧贴火棉胶面,不能有气泡,小心地将胶带与复 型膜一同揭下来,让复型膜面朝上,将胶带固定在载玻片上,做 好标记。 (5)用真空镀膜仪在复型膜面上蒸发上10~20nm厚的碳膜。 (6)用尖刀将想要观察部分剪成略小于φ3mm铜网的小方块,放 入二甲苯溶液中,浸泡1小时使胶带与复型膜分离。 (7)用铜网将与胶带分离的复型膜捞到醋酸异戊脂溶液中溶掉火 棉胶。 (8)待火棉胶完全溶解后,用φ3mm铜网捞出,晾干。
制作载网的材料大多是铜,因此习惯上将载网 称为铜网,不过制作载网的材料还可以是金、 银、镍、铝、铂及尼龙。载网的大小随电镜的 需要而不同,一般直径为3mm。网孔的形状有 圆形、方形、单孔形等,网孔有50、100、200、 300及400目等多种规格。常用一般普通组织超 薄切片选用200-300目的载网,对于过小的和过 碎的样品,可选用400目的载网;对于不易查 找的样品,可选用带字母标记的载网。
Formvar支持膜的制备
在使用之前,新网和旧网都需要进行清洗,清洗 的目的除了使载网清洁之外,还有除去载网的静 电以便捞片的作用。对于新的载网,直接用95% 的乙醇浸泡一下,再用重蒸水冲洗后自然晾干即 可。旧载网的清洗方法有以下两种:

利用聚焦离子束双束扫描电镜制备透射电镜样品的主要流程

利用聚焦离子束双束扫描电镜制备透射电镜样品的主要流程

利用聚焦离子束双束扫描电镜制备透射电镜样品的主要流程一、前言透射电镜(Transmission Electron Microscopy, TEM)是一种用于观察物质内部结构和原子级别的技术。

为了制备TEM样品,需要使用聚焦离子束双束扫描电镜(Focused Ion Beam-Scanning Electron Microscope, FIB-SEM)进行切割和处理。

本文将介绍利用FIB-SEM 制备TEM样品的主要流程。

二、样品准备1. 样品制备:首先需要选择合适的样品,通常选择的是薄片或纤维。

将样品固定在金属支架上,并使用导电胶粘贴。

2. 预处理:在进行TEM样品制备之前,需要对样品进行预处理。

这包括去除表面污染物、涂覆保护层等步骤。

三、FIB-SEM操作1. 定位:在FIB-SEM中,首先需要对样品进行定位。

使用扫描电镜观察样品表面,并确定需要切割的位置。

2. 切割:使用离子束在定位好的位置上进行切割。

切割过程中,需要根据所需厚度和形状调整离子束参数,并不断观察切割进度。

3. 清理:完成切割后,需要清理掉切割过程中产生的碎屑。

使用离子束和扫描电镜观察样品表面,并清理掉残留的碎屑。

4. 薄化:在清理完毕后,需要对样品进行薄化处理。

使用离子束在切割过的位置上进行薄化,直到达到所需厚度。

在薄化过程中,需要不断调整离子束参数,并观察样品表面。

5. 制备TEM样品:完成薄化后,需要将样品制备成TEM样品。

这包括使用离子束在薄片上进行打孔、切割等操作,以便将其放入TEM中观察。

四、后续处理1. 清洗:完成TEM样品制备后,需要对其进行清洗处理。

这包括去除导电胶和保护层等步骤。

2. 观察:最后,将TEM样品放入透射电镜中观察。

通过透射电镜可以观察到物质内部结构和原子级别的细节。

五、总结利用FIB-SEM制备TEM样品是一项复杂的工作,需要精密的仪器和操作技巧。

本文介绍了制备TEM样品的主要流程,包括样品准备、FIB-SEM操作和后续处理。

TEM,SEM,冷冻,金相四大电镜制样方法有哪些?

TEM,SEM,冷冻,金相四大电镜制样方法有哪些?

TEM,SEM,冷冻,金相四大电镜制样方法有哪些?利用电子显微镜的高分辨本领、高放大倍率等特点来分析研究物体的组织形貌、结构特征的一种近代材料物理试验方法。

但是样品制作的好坏直接关系到结果的准确,因而制作出符合要求的样品成为整个实验的关键。

TEM,SEM,冷冻,金相四大电镜制样方法有哪些?接下来,就带你了解一下吧!透射电镜(TEM)TEM放大倍数可达近百万,可以看到在光学显微镜下无法看清的0.1~0.2nm的细微结构。

其样品制备工作量很大,占整个测试工作的一半以上,甚至超过90%,十分关键。

图透射电镜样品台常用样品台分为两种:顶入式样品台和侧插式样品台顶入式样品台要求样品室空间大,一次可放入多个(常见为6个)样品网,样品网盛载杯呈环状排列,使用时可以依靠机械手装置进行依次交换。

优点:每观察完多个样品后,才在更换样品时破坏一次样品室的真空,比较方便、省时间。

缺点:但所需空间太大,致使样品距下面物镜的距离较远,不适于缩短物镜焦距,会影响电镜分辨力的提高。

侧插式样品台样品台制成杆状,样品网载放在前端,只能盛放1~2个铜网。

优点:样品台的体积小,所占空间也小,可以设置在物镜内部的上半端,有利于电镜分辨率的提高。

缺点:不能同时放入多个样品网,每次更换样品必须破坏一次样品室的真空,略嫌不便。

支撑网的选择:支撑网有多种材质如Cu、Ni、Be、尼龙等,选择时要与待分析样品的成分分开。

制备过程:制备支持膜:在铜网上覆盖一层有机膜后喷碳选择分散剂:根据样品性质选择,常用无水乙醇分散:使用超声波或搅拌将粉末分散成悬浮液液滴上支持膜(两种方法):(a)滴样:用镊子夹持覆有支持膜的铜网,用滴管滴几滴悬浮液在支持膜上,保持夹持状态至干燥(推荐)(b)捞取:用镊子夹持载网浸入溶液捞取液滴(缺点:双面挂样制备关键和注意事项:样品粉末能否在支持膜上均匀分布确保实验过程中未带入污染物2.复型法基本原理:用对电子束透明的薄膜(碳、塑料、氧化物薄膜)把材料表面或断口的形貌复制下来的一种间接样品制备方法。

扫描电镜SEM&透射电镜TEM简介

扫描电镜SEM&透射电镜TEM简介

扫描电镜SEM&透射电镜TEM简介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。

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透射电镜的样品制备方法TEM(透射电子显微镜)是一种常用的高分辨率显微镜,可以观察到物质的结构和组成。

样品制备对于TEM观测至关重要,良好的样品制备可以提供高质量的显微图像。

以下是TEM透射电镜的样品制备方法的详细讨论。

1.样品选择:选择适合TEM观察的样品,典型的样品包括纳米材料、生物细胞、材料薄膜等。

根据需要选择合适的样品尺寸和形状。

2.样品固定:根据样品的特性和需要,采取合适的方法将样品固定在支撑物上。

常用的方法包括离心沉淀、滴定、蒸发浓缩等。

对于生物样品,可以使用化学固定剂(如戊二醛)进行化学固定。

3.样品切片:对于大尺寸或不透明的样品,需要将其切割成薄片,一般要求切片尺寸在100 nm以下。

常用的切片工具有超声切割仪、离子切割仪等。

切割样品时要注意样品的定位和定向,以确保观察到感兴趣的区域。

4.样品脱水:对于生物样品,需要将其进行脱水处理。

脱水可以使用乙醇和丙酮等有机溶剂,逐渐将样品中的水分替换为有机溶剂。

脱水过程中要避免剧烈振荡,以防止样品的破坏。

5.样品浸渍:将脱水后的样品浸渍在透明介质中,如环氧树脂或聚合物。

浸渍过程中需要避免气泡和异物的进入,以保持样品的质量。

6.样品调平:将浸渍后的样品放在平板上,用研磨纸将其调平。

调平过程中要注意避免样品的损坏。

7.样品切割:将调平后的样品切成适当尺寸的小块,便于后续的操作。

切割时要使用锋利的刀具,以保证切面的平整度。

8.样品研磨:使用研磨纸或研磨腰带对样品进行研磨,以使其表面更加平整。

研磨过程中要注意研磨力度的控制,以免样品的破损。

9.样品薄化:使用电子束或离子束对样品进行薄化处理,将其厚度控制在适当的范围内。

薄化过程中要注意能量和时间的控制,以避免样品的损坏。

10.样品清洁:最后,使用有机溶剂或气流将样品上的杂质去除,使样品表面干净。

以上就是TEM透射电镜的样品制备方法的详细讨论。

不同的样品可能需要不同的制备方法,需要根据实际情况进行调整。

TEM和SEM的异同比较分析以及...

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TEM和SEM的异同比较分析以及环境扫描电镜,场发射电镜(包括冷场和热场)与传统电镜相比较的技术特点和应用。

1、TEM和SEM的工作原理不同之处有哪些?透射电镜是以电子束透过样品经过聚焦与放大后所产生的物像,投射到荧光屏上或照相底片上进行观察。

透射电镜的分辨率为0.1~0.2nm,放大倍数为几万~几百万倍。

由于电子易散射或被物体吸收,故穿透力低,必须制备更薄的超薄切片(通常为5 0~100nm),其制备过程与石蜡切片相似,但要求极严格。

要在机体死亡后的数分钟钓取材,组织块要小(1立方毫米以内),常用戊二醛和饿酸进行双重固定树脂包埋,用特制的超薄切片机(ultramicrotome)切成超薄切片,再经醋酸铀和柠檬酸铅等进行电子染色。

电子束投射到样品时,可随组织构成成分的密度不同而发生相应的电子发射,如电子束投射到质量大的结构时,电子被散射的多,因此投射到荧光屏上的电子少而呈暗像,电子照片上则呈黑色,称电子密度高(electron dense),反之,则称为电子密度低(electron lucent)。

透射电子显微镜的成像原理可分为三种情况:吸收像:当电子射到质量、密度大的样品时,主要的成相作用是散射作用。

样品上质量厚度大的地方对电子的散射角大,通过的电子较少,像的亮度较暗。

早期的透射电子显微镜都是基于这种原理。

衍射像:电子束被样品衍射后,样品不同位置的衍射波振幅分布对应于样品中晶体各部分不同的衍射能力,当出现晶体缺陷时,缺陷部分的衍射能力与完整区域不同,从而使衍射钵的振幅分布不均匀,反映出晶体缺陷的分布。

相位像:当样品薄至10nm以下时,电子可以传过样品,波的振幅变化可以忽略,成像来自于相位的变化。

SEM 的工作原理是用一束极细的电子束扫描样品,在样品表面激发出次级电子,次级电子的多少与电子束入射角有关,也就是说与样品的表面结构有关,次级电子由探测体收集,并在那里被闪烁器转变为光信号,再经光电倍增管和放大器转变为电信号来控制荧光屏上电子束的强度,显示出与电子束同步的扫描图像。

利用聚焦离子束双束扫描电镜制备透射电镜样品的主要流程

利用聚焦离子束双束扫描电镜制备透射电镜样品的主要流程

利用聚焦离子束双束扫描电镜制备透射电镜样品1.简介透射电镜(Transmission Electron Microscope,简称TEM)是一种能够采集样品内部高分辨率图像的高级显微镜。

为了获取高质量的TEM样品,通常需要使用聚焦离子束(Focused Ion Beam,FIB)技术来制备样品。

2.样品选择选择适当的样品对于获得成功的透射电镜样品制备至关重要。

样品通常是坚硬材料(例如金属、陶瓷等)的小块或薄片。

确保样品的厚度适中,并且具有足够的稳定性,以便在FIB过程中不会被破坏。

3.制备前的准备工作在进行样品制备之前,需要对样品进行一些准备工作。

首先,样品表面应该是干净的,没有污垢或沉积物。

这可以通过清洁表面或采用特殊处理方法来实现。

其次,样品应该具有一定的电导率,以便通过样品表面引入电子和离子束。

4.制备样品台将样品放置在专用的制备样品台上,该样品台具有高度稳定的位置控制和离子束照射区域。

5.FIB切割使用FIB技术进行样品制备的第一步是切割。

在这个步骤中,离子束会产生高能量撞击并削减样品的体积。

通过调整离子束的参数(例如束流强度和扫描速度),可以控制切割位置和尺寸。

6.FIB修整在切割后,样品表面可能会出现粗糙或有裂纹。

为了获得更加平滑和无裂纹的表面,需要进行FIB修整。

离子束将通过削减、平滑和平整样品表面上的表面杂质和不平整,并且可以采用倾斜的角度来单独刻蚀样品表面。

7.低速离子抛光为了进一步减少表面粗糙度并提高样品的质量,可以使用低速离子抛光。

这个步骤会使表面更加平坦并且收紧结构。

离子束的能量和角度应该根据样品材料和形状来调整。

8.清洗和表面处理在FIB过程中,样品表面可能会附着离子束处理过程中产生的杂质。

因此,在进行透射电镜样品观察之前,需要对样品进行清洁和表面处理。

这可以通过使用丙酮、异丙醇或乙醚等溶剂进行清洗,也可以采用等离子体处理来去除杂质。

9.透射电镜观察经过上述步骤制备好的样品可以放入透射电镜中进行观察和分析。

扫描电镜与透射电镜样品制作详解

扫描电镜与透射电镜样品制作详解

相关仪器的信息:透射电镜:JEOL(公司) JEM-1230(型号)TEM,产地:日本超薄切片机:Reichert-Jung Ultracut E ultramicrotome,产地:奥地利扫描电镜:Philips XL30 ESEM,产地:捷克临界点干燥仪:Hitachi HCP-2 Critical point dryer,产地:日本真空喷镀仪:Eiko IB5 ion coater,产地:日本包埋剂:SPI-CHEM Spurr resin,产地:USATEM样品包埋块制作有关注意事项一、取材:1、动作迅速:组织离体后,应将其快速放入固定液中,使组织细胞尽可能保持原来的生活状态;2、减少损伤:选择锋利切割器械,减少牵拉或挤压组织;3、组织块大小:一般要小于1mm3。

二、固定:固定是指用化学固定剂或一些物理方法迅速杀死细胞的过程,目的是尽可能保持细胞的原有生活状态,不发生位移,减少组织结构变化。

固定剂的主要作用是使蛋白质、脂质等生物大分子发生某种交联。

1、用固定液固定的样品若漂浮在溶液表面,应通过抽真空的方法让样品沉入溶液中2、使用锇酸的注意事项I 通风橱中的锇酸溶液为2%的储备液,使用之前需用0.2MPBS或二甲砷酸盐缓冲液稀释成1%的锇酸溶液。

II 锇酸为剧毒、极易挥发的试剂,必须在通风橱中操作,废液必须收集在密闭容器中。

第一次使用锇酸的同学,请务必获得老师或其它熟悉操作人员的指导。

三、漂洗:应彻底漂洗干净,减少固定液与固定液或与脱水剂之间的反应。

四、脱水:脱水是将组织中的游离水彻底清除的过程。

由于常用的包埋剂大都是非水溶性树脂,只有将生物组织中的游离水清除干净,包埋剂才能浸入组织。

脱水过程中应注意:I 逐级脱水而不能急剧脱水;II更换溶液时动作要快,特别是不要让组织离开溶液,否则会在组织内外产生气泡;III脱水过程中若要长时间停留或过夜,应放在70%脱水剂中,并在4℃保存。

五、渗透:渗透就是用包埋剂逐渐取代组织中的脱水剂,使细胞内外空隙被包埋剂所填充。

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。

简述透射电镜中样品制备的常用方法

简述透射电镜中样品制备的常用方法

透射电镜中样品制备的常用方法透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope,TEM)是一种重要的高分辨率显微镜,常用于研究物质的微观结构和性质。

在使用透射电镜观察样品之前,需要对样品进行制备,以确保样品的质量和形貌。

本文将介绍透射电镜中常用的样品制备方法,包括样品的选择、切片制备、薄膜制备等。

1. 样品的选择在进行透射电镜观察之前,样品的选择非常重要。

通常,样品需要满足以下要求:•样品具有一定的透明度,能够让电子束穿透。

•样品存在较为稳定的晶体结构,以便进行晶体学分析。

•样品的尺寸合适,不过大以免超出透射电镜的观察范围。

•样品的形状和厚度需适合观察操作。

常见的样品包括金属、有机物、无机晶体、陶瓷和生物样品等。

2. 切片制备透射电镜观察样品的常用方法之一是制备薄片,即切片制备。

切片制备的目的是将样品制备成适合透射电镜观察的薄片,通常要求薄片的厚度在几百纳米到几微米之间。

切片制备的步骤如下:步骤1:固定样品对于生物样品,首先需要将样品固定。

常用的固定方法包括冷冻固定、化学固定和凝胶固定等。

这些方法可以保持样品原有的结构和形态。

步骤2:取样从固定的样品中取出小块样品,通常使用显微针或者显微刀进行操作。

步骤3:去脂处理(可选)对于脂肪含量较高的样品,需要进行去脂处理。

常见的方法包括冷冻去脂、溶液去脂等。

步骤4:嵌培将取样得到的样品嵌入切片中,嵌培有多种方法。

常用的方法包括:冷冻嵌培、树脂嵌培等。

步骤5:切割将嵌培好的样品进行切割。

切割时需要使用马来酸酐刀或者超薄刀,在适当的位置进行切割,得到适合的样品。

步骤6:收集和保护薄片将切割好的薄片收集并放置在适当的载玻片或网格中,然后进行保护。

保护可以使用丙酮或乙醇进行漂洗、涂层等方法。

3. 薄膜制备除了切片制备外,透射电镜观察样品的另一种常用方法是薄膜制备。

相对于切片制备,薄膜制备更加灵活,可以制备更薄的样品。

薄膜制备的步骤如下:步骤1:样品制备制备需要制备的样品,并确保样品的表面较为光滑。

材料表征实验技术详解

材料表征实验技术详解

材料表征实验技术详解材料表征是研究材料特性的一种重要手段,通过对材料进行各种实验分析,可以了解材料的成分、结构、形貌以及性能等方面的信息。

本文将介绍几种常用的材料表征实验技术,包括扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X 射线衍射(XRD)和拉曼光谱等。

一、扫描电子显微镜(SEM)SEM是一种利用高能电子束与样品相互作用产生的信号来观察样品表面形貌和性能的技术。

SEM可以提供高分辨率的表面形貌信息,可以观察到样品的微观结构和细节。

通过SEM观察,可以了解材料的颗粒大小、形状以及表面壳层等特征。

同时,SEM还可以通过能谱分析技术,获取材料的成分信息,进一步了解材料的化学组成和物相。

由于SEM广泛应用于各个领域,成为了材料科学研究中不可或缺的工具。

二、透射电子显微镜(TEM)TEM是一种分析材料内部结构和性质的重要手段。

与SEM不同,TEM通过将电子束穿透样品,通过样品内部的散射现象获得信息。

TEM可以提供比SEM更高的分辨率,能够观察到纳米级别的细节。

通过TEM可以观察到材料的晶格结构、晶界和缺陷等信息,对材料的微观结构有着详细的描述。

同时,TEM还可以应用于显微衍射、能谱分析等技术,更全面地了解材料的属性。

三、X射线衍射(XRD)XRD是一种利用晶体对入射X射线的衍射现象研究晶体结构和晶体学特性的技术。

X射线在材料中与晶体的原子产生相互干涉作用,从而形成衍射图样。

通过测量衍射角和强度可以确定晶体的晶面间距和晶格参数。

通过XRD可以分析材料的晶体结构、晶界、应力谱以及晶粒尺寸等信息。

在材料科学领域,XRD被广泛应用于材料的相变研究、晶体缺陷分析、质量控制等方面。

四、拉曼光谱拉曼光谱是一种利用物质分子对入射激光进行散射而产生的特殊光谱,研究材料的分子振动和晶格振动特性。

拉曼光谱提供了材料的分子结构和化学键信息。

通过测量样品在各个波数处的拉曼散射光强度,可以解析出材料的振动模式,进而了解分子的振动频率和对称性。

如何制备透射、扫描电子显微镜样品

如何制备透射、扫描电子显微镜样品

如何制备透射、扫描电子显微镜样品[仪器使用说明] 如何制备透射、扫描电子显微镜样品?透射电子显微镜(transmission electron microscope)和扫描电子显微镜(scanning electron microscope)的区别是:前者总放大倍数可在1000-1000000倍范围内变化,后者总放大倍数可在20-300000倍之间变化。

它们的制备过程如下:器材1.菌种大肠杆菌(大肠埃希氏菌,Escherichia coli)斜面。

2.溶液或试剂醋酸戊脂,浓硫酸,无水乙醇,无菌水,2%磷钨酸钠(pH6.5-8.0)水溶液,0.3%聚乙烯甲醛(溶于三氯甲烷)溶液,细胞色素c,醋酸铵,质粒pBR322。

3.仪器或其他用具普通光学显微镜,铜网,瓷漏斗,烧杯,平皿,无菌滴管,无菌镊子,大头针,载玻片,细菌计数板,真空镀膜机,临界点干燥仪等。

三、操作步骤(一)透射电镜的样品制备及观察1.金属网的处理光学显微镜的样品是放置在载玻片上进行观察。

而在透射电镜中,由于电子不能穿透玻璃,只能采用网状材料作为载物,通常称为载网。

载网因材料及形状的不同可分为多种不同的规格,其中最常用的是200-400目(孔数)的铜网。

网在使用前要处理,除去其上的污物,否则会影响支持膜的质量及标本照片的清晰度。

本实验选用的是400目的铜网,可用如下方法进行处理:首先用醋酸戊酯浸漂几小时,再用蒸馏水冲洗数次,然后再将铜网浸漂在无水乙醇中进行脱水。

如果铜网经以上方法处理仍不干净时,可用稀释的浓硫酸(1:1)浸1~2分钟,或在1% NaOH 溶液中煮沸数分钟,用蒸馏水冲洗数次后,放入无水乙醇中脱水,待用。

2.支持膜的制备在进行样品观察时,在载网上还应覆盖一层无结构、均匀的薄膜,否则细小的样品会从载网的孔中漏出去,这层薄膜通常称为支持膜或载膜。

支持膜应对电子透明,其厚度一般应低于20nm;在电子束的冲击下,该膜还应有一定的机械强度,能保持结构的稳定,并拥有良好的导热性;此外,支持网在电镜下应无可见的结构,且不与承载的样品发生化学反应,不干扰对样品的观察,其厚度一般为15nm左右。

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。

透射电镜样品制备方法

透射电镜样品制备方法

透射电镜样品制备方法透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope,简称TEM)是一种利用电子束穿透样品而观察样品结构的高分辨率显微镜。

为了获得高质量的透射电子显微镜图像,样品制备是非常重要的一步。

下面将介绍几种常见的透射电镜样品制备方法。

1.薄片制备法:薄片制备法是最常用的透射电镜样品制备方法之一、首先,将待观察的材料切割成薄片,通常使用切片机或者离心切片机进行切割。

然后,将薄片放置在网格上,并用显微镊夹持住。

接下来,使用离心机将网格和薄片一起离心,以去除多余的液体。

最后,将网格放入透射电镜中进行观察。

2.离解法:离解法适用于那些不易制备成薄片的样品。

首先,将待观察的样品制备成溶液或者悬浮液。

然后,将溶液滴在碳膜覆盖的网格上。

接下来,使用离心机将网格和溶液一起离心,使溶液在网格上均匀分布。

最后,将网格放入透射电镜中进行观察。

3.冻结法:冻结法适用于那些需要观察生物样品或者水溶液的样品。

首先,将待观察的样品制备成溶液或者悬浮液。

然后,在液氮中冷冻样品,使其迅速冻结成冰。

接下来,使用离心机将冰冻样品离心,以去除多余的液体。

最后,将网格放入透射电镜中进行观察。

4.脂溶法:脂溶法适用于那些不溶于水的样品。

首先,将待观察的样品制备成脂溶液。

然后,将脂溶液滴在碳膜覆盖的网格上。

接下来,使用离心机将网格和脂溶液一起离心,使脂溶液在网格上均匀分布。

最后,将网格放入透射电镜中进行观察。

除了以上几种常见的透射电镜样品制备方法,还有一些特殊的方法,如原位制备法、离子切割法等。

这些方法可以根据实际需求选择使用。

总结起来,透射电镜样品制备是透射电子显微镜观察样品结构的关键步骤。

合适的样品制备方法可以保证获得高质量的透射电镜图像。

不同的样品制备方法适用于不同类型的样品,研究人员可以根据实际情况选择合适的方法进行样品制备。

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手柄
凹槽 21
PP2000T冷冻样品制备室
各种样品台
样品支架安装在转移装置上 (旁边是插入液氮装置,背 景是控制器)
样品插入冷冻剂
2
S E M 制 样 技 术
样品 取样 不含水或 含水少 样品种类 含水 多 清洗 导电 不导电 固定 脱水干燥
镀金 SEM观察并照相
3
SEM的制样准则 • 尽可能保持样品本来的形貌和结构 • 在样品的干燥过程尽可能减少样品变形 • 样品表面应有良好导电性能和二次电子 发射率
4
微 胶 囊 化 产 品 的 超 微 结 构
表面结构的观察:
在SEM样品台上贴上双面胶,将少许微胶囊化产品的粉末撒于双面胶 上,吹去多余的粉末,然后喷金,采用SEM进行观察。加速电压为 15kV。
内部结构的观察:
撒少许微胶囊化DHA和EPA产品在贴了双面胶的样品台上,稍稍压 实,使一部分粉末陷入双面胶的胶基中。用刀片刮去表面的粉末,然后轻 刮双面胶的表面,立即喷金,然后用SEM进行观察,加速电压为15kV。
9
• 临界点干燥(Critical-point drying, CPD)
31.3℃ 72.8 atm
在31.3℃以下, CO2以液态形式存在,在临界温度31.3℃以 上,CO2以气态形式存在,在任何压力下都不能使CO2液化。 在临界温度下,使CO2气体液化所需的最小压力Pc为临界压 力。
10
低温(5~10℃)时,将样 品加到液体CO2中,液体CO2 取代有机溶剂,当温度升高到 31.3℃,液体CO2转化成CO2 气体,从加压池中把CO2气体 放出,由于在临界态气液不 分,当液体CO2转化成CO2气 体时,样品干燥未经过两相界 SPI # 13200-AB临界点干燥机 面。
nitrogen slush
the sample and its holder 手柄 in boiling nitrogen
凹槽
20
Preparation of samples for cryo-SEM
2)冷冻切割 (在高真空的箱中手工操作 ) 在高真空下,用充分冷却(-100℃)的刀片快速切 削样品,切削时样品形成一个切削的断面,且从断面 上露出表面结构,冰从切面升华(-100℃与高真空 下),于是埋在冰中的结构就暴露出来。 3)镀金
壁结构 表面结构 内部结构 内部结构 (放大倍数500) (放大倍数1000) (放大倍数 2000) (放大倍数4000)
5

生 物 样 品 制 备
固定
脱水干燥
装样
镀膜
6
固 定
• 固定剂 - 甲醛 (formaldehyde) - 戊二醛 (glutaraldehyde) - 四氧化锇 (Osmium tetraoxide, OsO4) • 固定温度 0~37℃ • 固定时间 10 min~几个小时
溅射/碳镀膜机
15
常规扫描电镜样品制备的缺点
• 皱缩和变形 • 可溶性物质被提取 • 可弥散性物质的移位 • 机械损伤 • 制备过程慢 • 有毒试剂
16
2. Cold-stage SEM (CryoSEM)
cryo scanning electron microscope (cryo-SEM; cryo =cold) • 在SEM内部装有冷台(cold-stage) • 使样品能保持在低温(-70℃)
• 冷冻干燥
- 样品快速冷冻,水结冰升华,留下空洞, - 一旦形成冰晶,体积膨胀,挤压其它结构,使细胞受损 人工损伤 - 较好的冷冻剂:liquid N2 slush 液氮倒入绝缘杯中,在94Torr真空度下暴露1min。液 氮蒸发,温度下降至-210℃(N2的冰点)。此时固定速 度很快,可避免人工损伤。
OsO4
7
脱 水
50%乙醇或丙酮 70%乙醇或丙酮 95%乙醇或丙酮 100%乙醇或丙酮 10~15 min 10~15 min 10~15 min 30 min
用表面张力小的乙醇取代表面张力很大的水 使干燥过程对样品表面产生的影响较少
8
干 燥
• 空气干燥
- 自然条件下风干 - 液/气界面巨大的表面张力 非常容易形成人工损伤
11
玫瑰花瓣表面的SEM照片 (850X),CPD干燥
玫瑰花瓣表面的SEM照片 (850X),风干凝固
12
装样
Charging artifacts
13
镀膜 • 真空镀膜法
金属在真空下由于高温而 蒸发,产生的金属粒子从一个 方向以一定的角度喷涂于样品 的表面,在样品的表面上沉积 了一层厚薄不同的金属粒子。
扫描电镜和透射电镜样品制备技术
1
1. SEM
• 可以观察大尺度的样品,从毫米到厘米尺寸的样 品都可以观察,弥补了LM和TEM之间的断层 • 成块样品不用制成超薄切片,样品制备方法要简 单得多 • 图像是三维立体图像,富有立体感 • 特别适合于细胞表面和组织表面特征信息的研究 • SEM操作比TEM容易
KPP2000 Cryo-SEM fitted on a JEOL 6490 SEM
19
Preparation of samples for cryo-SEM
1)快速冷冻样品(在N2 Slush中) Slush制备:在绝缘杯中把液N2暴露于真空度94Torr 下1 min,液N2剧烈地蒸发,使自身的温度降低到N2的 冰点(-210℃) ,再将样品放入。
17
冰冻扫描电镜系统的优点
• • • • • • • • • 能保持可溶性物质 机械损伤小 基本上不用有毒试剂 是对样品进行动态实验的唯一方法 过程快 通过低温断裂获取额外信息 很适合液体、半液体、和电子束敏感样品 具有选择性刻蚀能力(通过升华显露内在信息) 具有重复使用样品能力
18
KPP2000冷冻样品制备室
金属发射源
蒸发法真空镀膜装置
14
• 溅射镀膜法
溅射 ----- 在低真空中进行弧光放电时,由于离子冲击, 阴极金属物质有飞溅现象 当真空罩内的真空度抽到10~1 Pa时,在阴极与阳极之间加上 1000~3000 V的直流电压,两极之 间产生弧光放电的电场。 在电场的作用下,罩内残余的气 体分子被电离为正离子和电子,正 离子被阴极吸引轰击金属靶,激发 出金属颗粒和电子,并被阳极吸引 附着在样品表面而形成金属导电 膜。
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