透射电子显微镜及其应用
透射电子显微镜在材料科学中的应用研究
透射电子显微镜在材料科学中的应用研究透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope，简称TEM）是一种非常强大且重要的工具，在材料科学中发挥着重要的作用。
本文将着重探讨TEM的应用研究，以展示其在材料科学领域中的重要意义和潜力。
首先，TEM可以提供高分辨率的图像，由于其采用了电子束替代了传统光学显微镜中的光线束，因此具有比传统光学显微镜更高的分辨率。
这使得TEM能够在原子尺寸的范围内观察和研究材料的微观结构和组成。
通过TEM，可以看到材料中的晶体缺陷、晶界、原子排列以及纳米颗粒的形态和分布等信息，从而为研究者提供更全面的材料性能分析。
其次，TEM还可以用于分析材料的化学成分。
通过透射电子显微镜的能谱分析功能，可以检测材料的元素组成和分布情况。
这对于研究材料中的微量元素、杂质或特定材料结构是非常关键的。
比如，在材料科学中研究合金材料时，通过使用TEM可以准确分析不同元素的分布、堆垛结构以及可能存在的相变现象，从而为合金材料的优化设计和开发提供了有力的支持。
另外，TEM还可以进行纳米材料的研究。
随着纳米科技的快速发展，各种纳米材料的制备和应用也受到了广泛关注。
通过TEM可以实时观察和研究纳米材料的形貌、大小、形态演变等特性。
举个例子，纳米颗粒在不同条件下的自组装过程可以通过TEM实时观察，从而为理解纳米材料的自组装机制和控制纳米结构提供了重要线索。
此外，TEM还可以用于研究材料的力学性能。
通过使用纳米压痕技术，可以将纳米尺度下材料的力学性能直接导入TEM，从而实时观察材料在纳米尺度下的力学行为。
这种研究方法可以为我们提供关于材料变形、断裂、塑性等方面的深入洞察。
综上所述，透射电子显微镜在材料科学中的应用研究具有重要意义。
TEM不仅能够提供高分辨率的图像，观察和研究材料的微观结构和组成，还能对材料的化学成分进行定量分析。
此外，TEM还可以用于纳米材料和力学性能的研究，为我们深入理解材料特性和设计材料性能提供了有力工具。
透射电镜的应用
透射电镜在材料分析上的应用1概述透射电子显微镜（缩写TEM），简称透射电镜，是把经加速和聚集的电子束投射到非常薄的样品上，电子与样品中的原子碰撞而改变方向，从而产生立体角散射。
散射角的大小与样品的密度、厚度相关，因此可以形成明暗不同的影像，影像将在放大、聚焦后在成像器件（如荧光屏、胶片、以及感光耦合组件）上显示出来。
由于电子的德布罗意波长非常短，透射电子显微镜的分辨率比光学显微镜高的很多，可以达到0.1～0.2nm，放大倍数为几万～百万倍。
因此，使用透射电子显微镜可以用于观察样品的精细结构，甚至可以用于观察仅仅一列原子的结构，比光学显微镜所能够观察到的最小的结构小数万倍。
在放大倍数较低的时候，TEM成像的对比度主要是由于材料不同的厚度和成分造成对电子的吸收不同而造成的。
而当放大率倍数较高的时候，复杂的波动作用会造成成像的亮度的不同，因此需要专业知识来对所得到的像进行分析。
通过使用TEM不同的模式，可以通过物质的化学特性、晶体方向、电子结构、样品造成的电子相移以及通常的对电子吸收对样品成像。
2应用特点通过TEM中的荧光屏，我们可以直接几乎瞬时观察到样品的图像或衍射花样。
我们可以一边观察，一边改变样品的位置及方向，从而找到我们感兴趣的区域和方向。
在得到所需图像后，可以利用相机照相的方法把图像记录下来。
现在新一代TEM也有的装备了数字记录系统，可以将图像直接记录到计算机中去，这样可以大大提高工作效率。
3．应用3 TEM的主要功能对于材料科学的研究而言，TEM已经成为了一种不可或缺的研究工具，以至于在今天，已经很难想象没有TEM的帮助，我们如何深入开展材料科学的研究工作。
下面我简单地列举TEM在材料科学研究中的6个常见用途。
(a)利用质厚衬度(又称吸收衬度)像，对样品进行一般形貌观察；(b)利用电子衍射、微区电子衍射、会聚束电子衍射物等技术对样品进行物相分析，从而确定材料的物相、晶系，甚至空间群；(c)利用高分辨电子显微术可以直接“看”到晶体中原子或原子团在特定方向上的结构投影这一特点，确定晶体结构，大于100nm物体用低压、低分辨电镜即可观察。
透射电子显微镜的应用
透射电子显微镜的应用透射电子显微镜具有分辨率高、可与其他技术联用的优点，在材料学、物理、化学和生物学等领域有着广泛地应用。
1、材料的微观结构对材料的力学、光学、电学等物理化学性质起着决定性作用。
透射电镜作为材料表征的重要手段，不仅可以用衍射模式来研究晶体的结构，还可以在成像模式下得到实空间的高分辨像，即对材料中的原子进行直接成像，直接观察材料的微观结构。
电子显微技术对于新材料的发现也起到了巨大的推动作用，D.Shechtman借助透射电镜发现了准晶，重新定义了晶体，丰富了材料学、晶体学、凝聚态物理学的内涵，D.Shechtman也因此获得了2011年诺贝尔化学奖。
2、在物理学领域电子全息术能够同时提供电子波的振幅和相位信息，从而使这种先进的显微分析方法在磁场和电场分布等与相位密切相关的研究上得到广泛应用。
目前，电子全息已经应用在测量半导体多层薄膜结构器件的电场分布、磁性材料内部的磁畴分布等方面。
中国科学院物理研究所的张喆和朱涛等利用高分辨电子显微术和电子全息方法研究了Co基磁性隧道结退火热处理前后的微观结构和相应势垒层结构的变化，研究结果表明，退火处理可以明显地改善势垒层和顶电极、底电极之间的界面质量，改进势垒本身的结构。
3、在化学领域原位透射电镜因其超高的空间分辨率为原位观察气相、液相化学反应提供了一种重要的方法。
利用原位透射电子显微镜进一步理解化学反应的机理和纳米材料的转变过程，以期望从化学反应的本质理解、调控和设计材料的合成。
目前，原位电子显微技术已在材料合成、化学催化、能源应用和生命科学领域发挥着重要作用。
透射电镜可以在极高的放大倍数下直接观察纳米颗粒的形貌和结构，是纳米材料常用的表征手段之一。
天津大学的杜希文和美国Brookhaven国家实验室的HoulinL.xin等用原位透射电镜观察了CoNi双金属纳米粒子在氧化过程中形貌的变化，充分混合的Co、Ni 合金粒子经过氧化后，Co和Ni发生了空间上的部分分离，并在理论上对该现象进行了解释。
透射电子显微镜下的生物大分子结构解析
透射电子显微镜下的生物大分子结构解析一、透射电子显微镜技术概述透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope, TEM）是一种利用电子束穿透样品的高分辨率显微镜技术。
与传统的光学显微镜相比，透射电子显微镜能够提供纳米级别的分辨率，这使得它在生物大分子结构解析领域具有独特的优势。
本文将探讨透射电子显微镜在生物大分子结构解析中的应用，分析其原理、技术特点以及在生物科学领域的重要作用。
1.1 透射电子显微镜的基本原理透射电子显微镜的工作原理基于电子光学原理，电子束通过电磁透镜聚焦，穿透样品后，由检测器接收并转换成图像。
由于电子波长远小于可见光，因此TEM能够达到比光学显微镜更高的分辨率。
1.2 透射电子显微镜的技术特点透射电子显微镜具有以下技术特点：- 高分辨率：能够达到原子级别的分辨率，适合观察生物大分子的精细结构。
- 多模式成像：除了传统的透射成像外，还可以进行扫描透射成像（STEM）和电子衍射等。
- 样品制备要求：需要将生物样品制备成极薄的切片，以确保电子束的有效穿透。
- 环境控制：需要在高真空环境下操作，以避免电子束与空气分子的相互作用。
1.3 透射电子显微镜在生物大分子结构解析中的应用透射电子显微镜在生物大分子结构解析中的应用非常广泛，包括蛋白质、核酸、病毒等生物大分子的形态学研究和结构分析。
二、生物大分子结构解析的技术和方法生物大分子结构解析是一个复杂的过程，涉及多种技术和方法。
透射电子显微镜技术在这一过程中扮演着重要角色，但也需要与其他技术相结合，以获得更全面和准确的结构信息。
2.1 样品制备技术生物大分子的样品制备是结构解析的第一步，也是关键步骤之一。
透射电子显微镜要求样品必须足够薄，通常需要使用超微切割、冷冻断裂或聚焦离子束等技术来制备样品。
2.2 高分辨率成像技术高分辨率成像是获取生物大分子结构信息的基础。
透射电子显微镜通过优化电子束的聚焦、样品的放置和成像条件，可以获得高质量的图像。
仪器分析SEMTEM
仪器分析SEMTEMSEM（扫描电子显微镜）和TEM（透射电子显微镜）是两种常用的仪器分析方法，用于观察材料的微观结构和成分。
它们都利用电子束与样品的相互作用来获取信息。
下面将分别介绍SEM和TEM的工作原理和应用。
SEM利用高能电子束与样品表面的相互作用来观察样品的表面形貌和成分。
其工作原理如下：电子枪产生的聚焦电子束通过透镜系统形成一个细小的电子束，并聚焦引导到样品表面上。
与样品表面相互作用的电子束导致了反射、散射或吸收，其中部分电子通过接收器收集到形成信号。
这些信号被转换成图像，并在显微镜屏幕上显示出来。
SEM可以提供高分辨率、大深度以及大视场的表面形貌图像，并且可以通过能谱分析系统对样品的元素组成进行表征。
SEM广泛应用于材料科学、生物科学、纳米科学等领域。
在材料科学中，SEM可以用于观察材料的晶体形态、纹理、表面缺陷等。
在生物科学中，SEM可以用于观察细胞、组织和生物材料的形貌和结构。
在纳米科学中，SEM可以用于研究纳米材料的形貌、尺寸和形状。
此外，SEM还可以用于分析样品的成分和化学组成。
相比之下，TEM是一种通过透射电子束与样品相互作用来观察材料的内部结构和成分的方法。
其工作原理如下：电子枪产生的电子束经过透镜系统形成一个细小的电子束，并聚焦到样品上。
样品上的一部分电子透过样品，并通过设备上的透射电子探测器来检测。
这些透射电子被转换成图像，并在显微镜屏幕上显示出来。
TEM具有高分辨率的优点，可以提供关于样品内部结构和成分的详细信息。
TEM广泛应用于材料科学、生物科学、纳米科学等领域。
在材料科学中，TEM可以用于观察材料的晶格结构、晶界、层状结构等。
在生物科学中，TEM可以用于观察细胞、组织和病毒等的内部结构。
在纳米科学中，TEM可以用于观察纳米材料的结构、尺寸和形貌。
此外，TEM还可以用于分析样品的成分和化学组成。
综上所述，SEM和TEM是常用的仪器分析方法，用于观察材料的微观结构和成分。
透射电子显微镜系统用途
透射电子显微镜系统用途透射电子显微镜（Transmission Electron Microscopy，简称TEM）是现代科学研究中一种重要的工具。
透射电子显微镜利用电子束与材料之间的相互作用过程，可以对材料的微观结构进行研究，具有非常高的空间分辨率和分析能力。
透射电子显微镜系统多用于材料科学、生物学、物理学等领域的研究，在以下几个方面有着广泛的应用。
首先，在材料科学领域，透射电子显微镜可用于研究材料的晶体结构。
材料的微观结构对材料的性能和行为有着重要影响，透射电子显微镜可以通过电子衍射技术获得材料的晶体结构信息，包括晶格常数、晶面取向、位错等。
通过观察材料不同晶面之间的相对位置、原子分布的均匀性以及位错和缺陷的分布情况，可以揭示材料的晶体缺陷机制、相变行为等，为材料设计和优化提供重要的理论依据和指导。
其次，在生物学领域，透射电子显微镜可以用于研究生物样品的细胞结构和超微结构。
由于电子波长比光波短得多，透射电子显微镜可以在非常高的分辨率下观察细胞器、细胞膜、核糖体等细胞结构的细节。
透射电子显微镜还可以通过结合能谱分析技术，对生物样品进行元素分析，获得样品中各元素的分布情况，并进一步研究其与生物活性之间的关联。
此外，透射电子显微镜还可以用于研究纳米材料的结构和性质。
现代纳米材料的研究是材料科学领域的热点之一，透射电子显微镜可以对纳米材料进行直接的成像，并通过纳米尺度的电子衍射获得其晶体结构、晶界、界面等信息。
通过透射电子显微镜对纳米材料进行分析，可以了解纳米尺度下材料的小尺寸效应、表面形貌和晶体结构的变化规律等，为纳米材料的制备和应用提供重要的科学依据。
最后，透射电子显微镜还可以用于研究材料的化学成分和原子分布。
透射电子显微镜可以结合能谱技术，对材料的元素组成进行定量分析。
通过对材料中不同位置的元素分布进行测量和对比分析，可以提供有关材料的化学成分、元素偏析、晶体生长机制等信息。
透射电子显微镜在材料的化学分析领域具有很高的分析能力和探测灵敏度，为材料的研究和开发提供了重要的技术支持。
透射电子显微镜解析出材料结构与缺陷的微观形貌
透射电子显微镜解析出材料结构与缺陷的微观形貌材料科学与工程领域中，了解材料的微观结构和缺陷是极为重要的。
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，被广泛应用于研究材料的微观结构和缺陷的形貌。
本文将对透射电子显微镜的原理以及其在解析材料结构和缺陷方面的应用进行探讨。
首先，我们来了解一下透射电子显微镜的原理。
TEM利用电子束的穿透性质，通过透射模式进行成像。
当电子束通过材料样品时，被材料中的原子核和电子云散射，形成折射、衍射和透射等效应。
其中，透射电子显微镜主要依靠透射电子的成像来解析材料的微观结构和缺陷。
在TEM中，电子束通过样品后，经过透射器（透镜）和投影透镜组件进行成像，最后由像差校正系统进行调整来提高成像质量。
透射电子显微镜的高分辨率使得它能够解析出材料的微观形貌，包括晶体结构、晶格缺陷和界面等。
透射电子显微镜在解析材料结构方面具有得天独厚的优势。
通过TEM的高分辨率成像，可以直接观察到材料的晶格结构。
晶体的晶体结构、晶胞参数、晶体方向和位错等重要的结构信息可以通过TEM成像来获得。
通过选取特定的衍射点和晶格平面，可以进一步通过电子衍射技术确定晶体结构。
透射电子衍射技术可以通过模式匹配和比对已知晶体结构的衍射图案来确定材料的晶体结构，为研究和设计材料提供了重要的依据。
此外，透射电子显微镜还可以帮助解析材料中的晶体缺陷。
晶格缺陷是材料中常见的现象，对材料的性能和行为产生显著影响。
通过透射电子显微镜观察，可以揭示出材料中的位错（dislocation）、嵌错（inclusion）、晶界（grain boundary）和尖晶石等各种缺陷。
位错是晶体中最常见的缺陷类型之一，它们对晶格的完整性和形貌起到了至关重要的作用。
透射电子显微镜可以通过成像和EDS（能谱分析）技术来定量和表征位错的类型和密度。
此外，透射电子显微镜还可以通过高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）技术对材料的晶界和界面进行观察，揭示出材料微观结构中的复杂性。
透射电子显微镜的原理及应用
透射电子显微镜的原理及应用一．前言人的眼睛只能分辨1/60度视角的物体，相当于在明视距离下能分辨0.1mm 的目标。
光学显微镜通过透镜将视角扩大，提高了分辨极限，可达到2000A 。
光学显微镜做为材料研究和检验的常用工具，发挥了重大作用。
但是随着材料科学的发展，人们对于显微镜分析技术的要求不断提高，观察的对象也越来越细。
如要求分表几十埃或更小尺寸的分子或原子。
一般光学显微镜，通过扩大视角可提高的放大倍数不是无止境的。
阿贝（Abbe ）证明了显微镜的分辨极限取决于光源波长的大小。
在一定波长条件下，超越了这个极限度，在继续放大将是徒劳的，得到的像是模糊不清的。
图1-1（a ）表示了两个点光源O 、P 经过会聚透镜L ，在平面上形成像O ，、P ，的光路。
实际上当点光源透射会聚成像时，由于衍射效应的作用在像平面并不能得到像点。
图1-1（b ）所示，在像面上形成了一个中央亮斑及周围明暗相间圆环所组成的埃利斑（Airy ）。
图中表示了像平面上光强度的分布。
约84%的强度集中在中央亮斑上。
其余则由内向外顺次递减，分散在第一、第二……亮环上。
一般将第一暗环半径定义为埃利斑的半径。
如果将两个光源O 、P 靠拢，相应的两个埃利斑也逐渐重叠。
当斑中心O ，、P ，间距等于案例版半径时，刚好能分辨出是两个斑，此时的光点距离d 称为分辨本领，可表示如下：αλsin 61.0d n = （1-1） 式中，λ为光的波长，n 为折射系数，α孔径半角。
上式表明分辨的最小距离与波长成正比。
在光学显微镜的可见光的波长条件下，最大限度只能分辨2000A 。
于是，人们用很长时间寻找波长短，又能聚焦成像的光波。
后来的X 射线和γ射线波长较短，但是难以会聚聚焦。
1924年德布罗（De Broglie ）证明了快速粒子的辐射，并发现了一种高速运动电子，其波长为0.05A 。
，这比可见的绿光波长短十万倍！又过了两年布施（Busch ）提出用轴对称的电场和磁场聚焦电子线。
tem工作原理
tem工作原理TEM（透射电子显微镜）是一种高分辨率的显微镜，它利用电子束而不是光束来形成显微图像。
TEM的工作原理是通过透射电子来观察样品的内部结构和组成。
下面将详细介绍TEM的工作原理及其应用。
TEM通过发射高能电子束照射样品，样品中的原子核和电子云与电子束相互作用，产生散射和吸收现象。
这些散射和吸收现象会改变电子束的方向和强度，进而形成显微图像。
TEM使用电磁透镜来聚焦电子束，使其能够穿过样品并投影在物理探测器上，从而形成高分辨率的图像。
TEM的工作原理基于电子的波粒二象性。
电子具有波动性质，其波长与其动能有关。
由于电子的波长比可见光的波长要短得多，因此TEM能够实现比光学显微镜更高的分辨率。
此外，电子束的焦点和放大倍数可以通过调整电磁透镜的参数进行控制，从而进一步提高分辨率。
TEM还可以通过使用透射电子衍射（TED）来分析样品的晶体结构。
当电子束通过晶体样品时，会发生衍射现象，形成一个衍射图样。
通过分析衍射图样，可以确定样品的晶体结构、晶格常数和晶体缺陷等信息。
TEM广泛应用于材料科学、生物学、纳米技术等领域。
在材料科学中，TEM可以用于研究材料的晶体结构、晶格缺陷、界面性质等。
在生物学中，TEM可以用于观察生物样品的细胞结构和超微结构。
在纳米技术领域，TEM可以用于研究纳米材料的形貌、尺寸和结构。
除了观察样品的结构，TEM还可以进行成分分析。
通过在TEM中加入能量色散X射线光谱仪（EDS），可以测量样品中不同元素的含量和分布。
这种组合技术被称为透射电子显微镜-能量色散X射线光谱仪（TEM-EDS）。
总结一下，TEM利用电子束来观察样品的内部结构和组成。
它的工作原理基于电子的波粒二象性，通过调整电磁透镜的参数来实现高分辨率的成像。
TEM在材料科学、生物学和纳米技术等领域有着广泛的应用，可以帮助科学家研究和理解物质的微观世界。
透射电子显微镜的结构与功能
化学成分分析
01 通过能谱仪（EDS）等附件，对样品进行化学成 分分析。
02 可以检测样品中的元素组成、元素分布和含量。 03 对材料科学、生物学等领域的研究具有重要价值
。
动态过程观察
01
透射电子显微镜可以观察样品的动态过程，例如相变、化学 反应等。
02
通过拍摄连续的显微图像，观察样品在时间尺度上的变化。
中间镜
用于进一步放大实像或改 变成像性质。
投影镜
将最终的放大实像投射到 荧光屏或成像设备上。
真空系统
真空泵
维持透射电子显微镜内部的高真空环境，以减少电子束在空气中散射和吸收。
真空阀
压电源
为电子枪提供加速电压，使电子束具有足够的能量穿 过样品。
高成本
透射电子显微镜的制造成本较高，维 护和运行成本也相对较高。
06
CATALOGUE
透射电子显微镜的发展趋势与展望
高分辨技术
原子像分辨率
01
通过提高电子枪的亮度和像差矫正技术，实现原子级别的分辨
率，观察更细微的结构细节。
动态范围
02
提高成像系统的动态范围，以适应不同样品厚度的观察，更好
地展示样品的层次结构。
样品
样品是透射电子显微镜中的观察对象，通常为薄片或薄膜 。样品需要足够薄，以便让电子束穿透并观察到内部的细 节。
为了保证观察结果的准确性和可靠性，样品需要经过精心 制备和处理，如脱水、染色、切片等。同时，样品的稳定 性也至关重要，以确保在观察过程中不会发生形变或损坏 。
物镜
物镜是透射电子显微镜中的重要元件之一，它对电子束进行放大并传递给下级透 镜。物镜的放大倍数决定了显微镜的总放大倍数。
透射电子显微镜的 结构与功能
透射电子显微镜法
透射电子显微镜法透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope，简称TEM）是一种强大的工具，用于观察和研究各种材料的微观结构和组织。
本文将详细介绍透射电子显微镜法及其在科学研究和工业领域中的应用。
一、透射电子显微镜的原理与构成透射电子显微镜使用电子束而非光线，其原理基于电子的波粒二象性。
电子束通过针尖或者热丝发射出来，并通过电磁透镜系统进行聚焦。
经过样品之后的电子束被投射到荧光屏上，形成样品的投影图像。
透射电子显微镜主要由电子光源、透镜系统、样品台和检测系统等组成。
二、透射电子显微镜法的优势与应用透射电子显微镜法相对于光学显微镜和扫描电子显微镜具有以下优势：1. 高分辨率：透射电子显微镜可以实现亚纳米级的分辨率，使得研究者可以观察到更细微的结构和细节。
2. 高穿透性：透射电子显微镜可以穿透厚度达数百纳米的样品，揭示样品的内部结构和组成。
3. 高细节对比度：透射电子显微镜采用了染色技术，能够增加样品中相对的原子对比度，使得更多细节能够被观察到。
4. 全息电子显微镜：全息透射电子显微镜可以获得样品的三维信息，提供更全面的结构分析。
透射电子显微镜法广泛应用于材料科学、化学和生物学等领域。
以下是它的几个主要应用：1. 纳米材料研究：透射电子显微镜可以观察和分析纳米材料的形貌、晶体结构和缺陷等特征，对材料的性能研究具有重要意义。
2. 生物样品研究：透射电子显微镜可用于生物样品的观察和分析，例如观察细胞的内部结构和细节，研究生物分子的组装和功能等。
3. 界面和界面研究：透射电子显微镜可以揭示材料界面和界面的形貌、晶体结构以及化学成分等，对材料性能和反应机制的理解至关重要。
4. 材料缺陷和晶体缺陷研究：透射电子显微镜可以观察和分析材料和晶体的缺陷，例如位错、孪晶、晶格畸变等，从而提供改善材料性能的指导。
总结：透射电子显微镜法是一种重要的研究工具，它具有高分辨率、高穿透性、高细节对比度等优势。
电子显微镜的应用与发展
电子显微镜的应用与发展在科学技术领域，电子显微镜是一种强有力的工具，可以将对象放大到超出人眼视界的范围，让人们看到平常看不到的微观世界。
它的应用领域十分广泛，包括材料科学、生物学、化学等领域。
本文将探讨电子显微镜的应用与发展。
一、电子显微镜的基本原理电子显微镜是一种利用电子束代替光束的显微镜，其基本原理是利用高能电子束与样品的原子间作用相互作用，获得高分辨率、高对比度的影像。
电子显微镜通常分为透射电子显微镜和扫描电子显微镜两类。
透射电子显微镜（Transmission electron microscope，TEM）的电子束穿过薄样品，被二极管或磁透镜集中，聚焦并投射到荧光屏或探测器上形成像。
透射电子显微镜由于其较高的分辨率能够观察到样品的内部结构，因此在材料科学、生物学等领域广泛应用。
扫描电子显微镜（Scanning electron microscope，SEM）则是通过电子束的照射，获得物理性质以及形貌的显微镜。
扫描电子显微镜可以通过不同的探测器形成二次电子像、反射电子像和X射线能谱图。
适用于表面形貌观察、分析和测量领域，例如：矿物学、冶金学、生物学、医学、电子元件等。
二、电子显微镜在材料科学中的应用材料科学是使用电子显微镜最广泛的领域之一。
通过透过电子显微镜观察到的材料的微小结构，我们可以更好地理解它们的物理和化学特性。
透射电子显微镜在分析材料结构方面的贡献尤为显著。
透射电子显微镜可以观察到小到原子尺度的结构，将样品放到电子束下，利用电子散射和探测设备能够测量与处理电子信号来形成最终的图像。
这种技术不仅可以捕获材料表面的形态和结构，还可以观察到材料的晶格结构和原子排列方式，有助于材料的精确分析，同时探测材料中不同原子所占比例，考察材料的纯度。
应用于材料科学领域中，电子显微镜可以在方方面面上帮助科学家们理解材料的特性，为材料的进一步设计和应用提供依据。
三、电子显微镜在生物科学中的应用电子显微镜在生物科学领域中也有着广泛的应用。
透射电子显微镜应用分析
环境科学
研究环境污染物的形貌和结构 ，评估环境质量。
02
透射电子显微镜在材料科学中的应用
金属材料分析
微观结构观察
透射电子显微镜能够观察金属材料的微观结构，包 括晶粒大小、相组成、晶体取向等。
析出相分析
透射电子显微镜能够观察金属材料中的析出相，分 析析出相的成分、形貌、分布和晶体结构。
透射电子显微镜能够观察陶瓷 材料的显微组织，包括晶粒大 小、相组成和第二相分布等。
复合材料分析
01
02
03
界面结构分析
透射电子显微镜能够观察 复合材料的界面结构，包 括界面粗糙度、相组成和 晶体取向等。
增强相分析
透射电子显微镜能够观察 复合材料中的增强相，分 析增强相的成分、形貌、 尺寸和分布等特征。
放射性核素在环境中的分布和迁移是核辐射安全和环境科学领域的重要研究内容 。透射电子显微镜可以用于观察放射性核素的形貌、晶体结构和化学键合状态。
通过透射电子显微镜观察放射性核素的晶体结构和形貌特征，可以了解其在土壤 、水体等环境介质中的迁移规律和影响因素，为核辐射防护和环境安全评估提供 技术支持。
06
THANK YOU
感谢聆听
观察细胞膜结构
透射电子显微镜能够观察细胞膜的精细 结构，如膜蛋白、膜通道等，有助于研 究细胞膜的功能和物质交换过程。
病毒形态与结构研究
病毒形态学研究
01
透射电子显微镜能够观察病毒的形态和大小，有助于病毒分类
和鉴定。
病毒亚单位结构研究
02
透射电子显微镜能够观察病毒的亚单位结构，如衣壳、核心等，
有助于了解病毒的组装和复制机制。
透射电子显微镜的应用
透射电子显微镜的应用什么是透射电子显微镜？透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope，TEM）是一种高分辨率的电子显微镜，其工作原理基于透射现象（电子透过物体），能够观察到物体的微观结构和成分。
透射电子显微镜是物体表面分析的有效工具之一。
透射电子显微镜的应用透射电子显微镜因其在材料科学、纳米技术、生物学等领域的应用而备受关注，具体包括以下几个方面：材料科学透射电子显微镜可以观察到物质的微观结构和成分，是材料科学领域中物质研究的重要手段。
例如，研究材料的晶体结构、原子排列、晶格畸变、缺陷和界面等，可以帮助人们深入了解物质的性质和行为。
此外，透射电子显微镜也被广泛应用于材料的成分分析，例如元素的定量和定性分析、相分析等。
纳米技术透射电子显微镜具有非常高的分辨率，能够观察到纳米级别的结构和成分，因此在纳米技术领域中也有很多应用。
例如，透射电子显微镜可以用来观察纳米材料的形貌、尺寸、结构和界面等。
此外，透射电子显微镜还可以用来研究纳米颗粒的表面化学性质、分子结构等。
生物学透射电子显微镜在生物学领域中也有应用。
例如，透射电子显微镜可以用来观察细胞和生物分子的结构。
此外，透射电子显微镜还可以用来研究生物分子的功能和相互作用等。
其他领域透射电子显微镜在化学、物理、地学等领域也有应用。
例如，在化学领域中可以用来研究化学反应的机理，或者研究催化剂的结构和性质等；在物理领域中可以用来研究材料的电子结构和波函数等；在地学领域中可以用来研究地球物体的微观结构和成分。
总结透射电子显微镜是一种高分辨率的电子显微镜，在材料科学、纳米技术、生物学等领域中有着广泛的应用。
通过透射电子显微镜可以观察到物体的微观结构和成分，帮助人们深入了解物质的性质和行为，同时也为材料、生物、化学等领域的研究提供了有效的手段。
透射电子显微镜在纳米材料合成中的应用
透射电子显微镜在纳米材料合成中的应用一、透射电子显微镜技术概述透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope, TEM）是一种利用电子束作为照明源，通过样品的透射电子成像的高分辨率显微镜。
它在纳米材料的合成与研究中扮演着至关重要的角色。
透射电子显微镜通过电子束的高穿透力，能够观察到纳米尺度的材料结构，从而为纳米材料的合成提供了强有力的技术支持。
1.1 透射电子显微镜的基本原理透射电子显微镜的基本原理是利用电子束照射样品，电子束通过样品后，部分电子被样品吸收，部分电子透过样品并被探测器接收。
通过分析透过电子的强度和分布，可以获得样品的形貌和结构信息。
透射电子显微镜的分辨率可以达到原子级别，是研究纳米材料的理想工具。
1.2 透射电子显微镜的应用领域透射电子显微镜的应用领域非常广泛，包括但不限于材料科学、纳米技术、生物医学、化学等领域。
在纳米材料的合成中，透射电子显微镜不仅可以观察材料的形貌，还可以分析材料的晶体结构、缺陷、界面等微观特征。
二、透射电子显微镜在纳米材料合成中的应用2.1 纳米材料的形貌观察透射电子显微镜在纳米材料的形貌观察中发挥着重要作用。
通过TEM，可以直观地观察到纳米材料的形状、尺寸和分布。
例如，纳米颗粒、纳米线、纳米管等不同形态的纳米材料都可以通过TEM进行观察。
这种观察对于理解材料的合成机制和优化合成条件具有重要意义。
2.2 纳米材料的晶体结构分析纳米材料的晶体结构对其性能有着决定性的影响。
透射电子显微镜可以通过高分辨电子衍射（High-Resolution Electron Diffraction, HRED）技术，对纳米材料的晶体结构进行精确分析。
通过分析电子衍射图谱，可以获得材料的晶格参数、晶体取向等信息，从而为材料的合成和应用提供理论基础。
2.3 纳米材料的缺陷与界面研究纳米材料的缺陷和界面是影响其性能的关键因素。
透射电子显微镜可以通过高角环形暗场成像（High-Angle Annular Dark Field Imaging, HAADF）技术，对纳米材料的缺陷和界面进行高分辨率成像。
电子显微技术在生物学上的应用
电子显微技术在生物学上的应用随着科学技术的不断进步，电子显微技术在生物学领域的应用越来越广泛，成为研究生物学问题的重要工具。
电子显微技术具有高分辨率、高增强度、高对比度等特点，可以观察微观结构和细胞内部的细节，为生物学研究提供了强有力的手段。
下面就让我们来了解一些电子显微技术在生物学上的应用。
1. 透射电子显微镜技术在细胞学研究中的应用透射电子显微镜是应用于细胞学研究的一种重要工具。
通过透射电子显微镜，可以观察到微小的细胞学结构，比如说细胞膜的结构、纤毛的运动和肌纤维的结构等。
透射电子显微镜技术在细胞学研究中的应用越来越广泛，为解决生物学问题提供了重要的数据支持。
2. 扫描电镜技术在生物学上的应用扫描电镜是另一种常见的电子显微镜技术，其可成像的分辨率达到亚微米级别，在生物学中被广泛应用。
通过扫描电镜技术，可以观察到生物组织、单细胞以及细胞表面的结构，比如说红细胞、细胞核、叶绿体、根毛等。
此外，扫描电镜也可以被应用于材料科学领域，比如说观察材料表面的微观结构、粒度和状况等。
3. 胶体金粒子标记技术在免疫学研究中的应用在免疫学研究中，胶体金粒子标记技术被广泛应用。
通过胶体金粒子标记技术，可以将抗体或其他生物大分子标记为胶体金颗粒，从而在光学与电子显微镜技术中用于研究细胞和组织中的分子亚细胞位置及其表达水平等。
此外，胶体金粒子标记技术其还可用于分子生物学领域，比如说实现DNA微流控芯片的检测等。
4. 磁共振成像技术在生物学上的应用磁共振成像技术（MRI）在医学领域已被广泛应用，但是在生物学研究中也有其独特的应用。
通过MRI技术，可以观察到生物组织的骨骼结构、内部器官的大小、形态和位置等，并可用于评估器官的生理状况。
此外，MRI还可用于研究肉眼不可见的解剖结构、激素对器官的影响等方面。
以上是电子显微技术在生物学领域中常见的应用领域，我们可以看到，无论是透射电子显微镜、扫描电镜还是MRI技术，它们都极大地推动着生物学的进步和发展。
细胞生物学透射电子显微镜技术在细胞学中的应用
细胞生物学透射电子显微镜技术在细胞学中的应用细胞是生物体的最基本单位，其研究对于深入了解生物学和提高人类健康水平有着重要作用。
相较于传统光学显微镜，在解析细胞中微观结构时，透射电子显微镜技术（TEM）作为一种高分辨率的技术已成为学科的重要工具。
本文将探讨TEM技术在细胞学中的应用。
一、TEM技术的原理和优势TEM技术是通过在真空环境下将电子束经过样品制成高分辨率图像的技术。
TEM的基本原理是利用电子的波动特性，即电子的波长比光的波长小得多，从而提高了分辨率。
TEM技术具有很高的分辨率和对样品的几乎完美重建能力，能够显示出细胞内部微观结构的细节信息，例如细胞膜、核孔、内质网、线粒体、高尔基体、内核、核仁和微小管等，是细胞结构研究中的重要手段。
TEM技术还能在纳米级别探测材料、研究表面形态等领域奠定基础。
二、TEM技术在生物学中的应用TEM技术在细胞学中的应用较广泛，包括以下几个方面。
1.细胞成像TEM技术在成像方面表现出高效准确的优势。
通过对细胞标本进行图像采集和处理，可以将生物分子在细胞内的分布情况清晰地表现出来。
例如，研究人类免疫细胞介导的细胞毒作用时，常常需要采用TEM技术，观察细胞间的相互作用和溶质的扩散行为。
这些过程在微观层面上越详细描述，越能透过显微镜把细胞内部复杂的影像以丰富的形式展现出来。
2.细胞超微结构的分析TEM技术在对细胞超微结构的分析研究中，发挥出非常重要的作用。
比如，对于细胞核的研究，通过TEM技术可以发现核内蛋白质大分子的三维排列方式和第二级结构的形成，对核内蛋白质的研究也能透过TEM技术说服一定的结论。
另外，细胞分化、吞噬作用和自噬作用等现象在细胞结构上都有差异，通过TEM技术，可以对这些细微的差异进行研究，深入了解分化过程的促进和阻碍的机制。
3.细胞化学TEM分析可以为细胞化学研究提供有力证据。
TEM技术可以在不同的空腔与结构中检测出各种有机分子和无机分子，通过这种方法，可以检测出蛋白质或碳酸盐的本体结构和化学成分。
《透射电子显微镜》课件
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。
透射电子显微镜在材料科学中的应用
透射电子显微镜在材料科学中的应用材料科学是研究材料的性质、结构和制备方法的学科。
其中，电子显微镜在材料科学领域中有着至关重要的作用。
其原理是通过将电子束聚焦后照射在样品表面，通过对电子的散射和透射来观察样品的内部结构和表面形貌。
其中透射电子显微镜（TEM）在材料科学领域中的应用更是十分广泛。
透射电子显微镜是一种高分辨率的显微镜，它可以显微观察材料的内部结构和微观形貌。
其分辨率可达到0.1纳米以下，甚至可以观察到原子级别的结构和构型。
因此，透射电子显微镜被广泛应用于材料科学中对新材料的研究、性能改进和制备方法的研究等方面。
首先，透射电子显微镜可以用于材料的微观结构研究。
通过透射电子显微镜，我们可以观察到材料的晶体结构、氧化物的形态及其分布、合金结构、纳米材料的形态等等。
材料的晶体结构是材料科学中的一个重要参数，在新材料的研究中也是一个不可缺少的参数。
通过透射电子显微镜，可以观察到材料的晶体面、晶粒大小、晶格缺陷等参数，从而了解材料的晶体结构，有助于材料的性质改进和新材料的制备。
其次，透射电子显微镜可以用于材料的性能研究。
例如，透射电子显微镜可以用于研究各种材料的疲劳性能、塑性变形特性、应力分布等。
通过对这些性能的研究，可以了解材料的机械性能、热性能、电性能等方面的特点，为材料的性能改进提供依据。
第三，透射电子显微镜可以用于纳米材料的研究。
通过透射电子显微镜，可以观察到纳米材料的微观形态和动态过程。
例如，可以观察到纳米材料的结晶状态和缺陷、微观结构、成核和生长机制等。
同时，也可以通过透射电子显微镜来探索纳米材料与其他材料的相互作用和反应机制，如纳米材料与生物大分子、其他材料的交互作用，从而为纳米材料的性能改进提供基础。
第四，透射电子显微镜可以用于研究新型材料的制备方法。
通过透射电子显微镜，可以观察材料的制备过程中样品的结构演变情况，从而了解制备方法对材料内部结构的影响。
例如，在合金制备中，可以通过透射电子显微镜了解不同材料的混合过程，分析制备后的合金材料结构和性能变化，从而为新型材料的制备提供参考和方法。
透射电子显微镜的原理及应用
透射电子显微镜的原理及应用摘要：透射电子显微镜是研究微观组织结构的有力工具，具备高分辨率和直观性，在材料、医学、生物、化学、物理等领域发挥着重要的作用。
本文介绍了透射电子显微镜的原理、结构和样品制备原理，综述了透射电子显微镜在陶瓷、水泥、生物学科和地理科学研究等一些方面的应用，并对透射电子显微镜的应用前景做出了展望。
关键词：透射电子显微镜；结构；原理；应用1透射电子显微镜的原理和结构1.1透射电子显微镜的工作原理和特点透射电子显微镜是一种高分辨率、高放大率的电子光学仪器，它运用波长很短的电子束作为照明光源，通过电子透镜对图像进行聚焦，主要由电子光学系统、电源系统和真空系统三部分组成。
透射电子显微镜的电子光学系统通常由电子透镜（如电子枪、聚光镜、物镜、中间透镜和投影透镜等）、样品室和荧光屏组成。
透射电子显微镜通常使用热阴极电子枪来捕获电子束并将其用作照明源。
从热阴极发射的电子，在阴极加速电压的作用下，高速通过阳极孔，并通过聚光镜聚合成一定直径的束斑照射到样品上。
如此，具有一定能量的电子束作用于样品，并产生反映样品微区的厚度、平均原子序数、晶体结构或位向的差异的各种信息。
根据这些信息，通过样品的电子束的强度被物镜聚焦放大，形成一幅透射电子图像，反映其平面上的信息，经过中间镜和投影镜进一步放大，最终的电子图像可以在屏幕上以三倍放大的方式获得，并记录在电子感光板或胶卷上。
高分辨率是透射电子显微镜的一个突出特点，目前世界上最先进的透射电子显微镜的分辨率已经优于0.2 nm,可用来直接观察重金属原子像。
1.2透射电子显微镜的结构及作用原理透射电子显微镜就总体来说可分为电子光学系统(镜筒)电源系统、真空系统和操作控制系统等四部分。
电源系统、真空系统和操作系统都是辅助系统。
电源系统包括电子枪高压电源、透镜电源和控制线路电源等。
真空系统用来维护镜筒以上,以保证电子枪电极之间的绝缘,防止镜筒内气体分子碰撞导致成像电子的运动轨迹发生变化,减少样品污染等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 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)。
透射电子显微镜及其应用透射电子显微镜及其应用读书报告姓名：孙家宝学号：DG1022076电子科学与工程学院2020年4月4日目录第一章透射电子显微镜11.1 透射电子显微镜的结构 (1)1.1.1．电子光学部分 (2)1.1.2．真空系统 (5)1.1.3．供电控制系统 (5)1.2 透射电子显微镜主要的性能参数 (5)1.2.1 分辨率 (5)1.2.2 放大倍数 (6)1.2.3 加速电压 (7)1.3 透射电镜的成像原理 (7)1.3.1 透射电镜的成像方式 (7)1.3.2 衬度理论 (8)1.4 透射电镜的电子衍射花样 (9)1.4.1 电子衍射花样 (9)1.4.2电子衍射与X射线衍射相比的优点 10 1.4.3电子衍射与X射线衍射相比的不足之处 (10)1.4.4选区电子衍射 (11)1.4.5常见的几种衍射图谱 (12)1.4.6单晶电子衍射花样的标定 (13)第二章透射电子显微镜分析样品制备152.1 透射电镜复型技术（间接样品） (15)2.1.1塑料——碳二级复型 (15)2.1.1萃取复型（半直接样品） (16)2.2 金属薄膜样品的制备 (17)1.2 电子显微镜中的电光学问题 (19)1.2.1 电子射线（束）的特性 (20)第一章 透射电子显微镜1.1 透射电子显微镜的结构透射电子显微镜（TEM ）是观察和分析材料的形貌、组织和结构的有效工具。
TEM 用聚焦电子束作照明源，使用对电子束透明的薄膜试样，以透过试样的透射电子束或衍射电子束所形成的图像来分析试样内部的显微组织结构。
图1.1（a ）（b ）是两种典型的透射电镜的实物照片。
透射电子显微镜的光路原理图如图1.2所示。
(a) PhilipsCM12(b) JEM-2010图 1.1透射电图1.3透射电镜电子光透射电镜一般是由电子光学部分、真空系统和供电系统三大部分组成。
1.1.1．电子光学部分整个电子光学部分完全置于镜筒之内，自上而下顺序排列着电子枪、聚光镜、样品室、物镜、中间镜、投影镜、观察室、荧光屏、照相机构等装置。
根据这些装置的功能不同又可将电子光学部分分为照明系统、样品室、成像系统及图像观察和记录系统。
图1.3为透射电子显微镜电子光学部分示意图。
1照明系统照明系统由电子枪、聚光镜和相应的平移对中及倾斜调节装置组成。
它的作用：是为成像系统提供一束亮度高、相干性好的照明光源。
为满足暗场成像的需要照明电子束可在2-3度范围内倾斜。
①电子枪。
它由阴极、栅极和阳极构成。
在真空中通电加热后使从阴极发射的电子获得较高的动能形成定向高速电子流。
②聚光镜。
聚光镜的作用是会聚从电子枪发射出来的电子束，控制照明孔径角、电流密度和光斑尺寸。
2样品室样品室中有样品杆、样品杯及样品台。
其位于照明部分和物镜之间，它的主要作用是通过试样台承载试样，移动试样。
3成像系统一般由物镜、中间镜和投影镜组成。
中间镜和投影镜的作用是将来自物镜的图像进一步放大。
成像系统补充说明：a) 由物镜、中间镜(1、2个)和投影镜(1、2个)组成。
b) 成像系统的两个基本操作是将衍射花样或图像投影到荧光屏上。
c) 通过调整中间镜的透镜电流，使中间镜的物平面与物镜的背焦面重合，可在荧光屏上得到衍射花图 1.4 照明样。
d) 若使中间镜的物平面与物镜的像平面重合则得到显微像。
4图像观察与记录系统该系统由荧光屏、照相机、数据显示等组成．在分析电镜中，还有探测器和电子能量分析等附件，见图1.6。
图1.5 透射电镜成像系统的两种基本操作：（a）将1.1.2．真空系统真空系统由机械泵、油扩散泵、换向阀门、真空测量仪泵及真空管道组成。
它的作用是排除镜筒内气体，使镜筒真空度至少要在10-3 pa以上。
如果真空度低的话，电子与气体分子之间的碰撞引起散射而影响衬度，还会使电子栅极与阳极间高压电离导致极间放电，残余的气体还会腐蚀灯丝，污染样品。
1.1.3．供电控制系统加速电压和透镜磁电流不稳定将会产生严重的色差及降低电镜的分辨本领，所以加速电压和透镜电流的稳定度是衡量电镜性能好坏的一个重要标准。
透射电镜的电路主要由高压直流电源、透镜励磁电源、偏转器线圈电源、电子枪灯丝加热电源，以及真空系统控制电路、真空泵电源、照相驱动装置及自动曝光电路等部分组成。
另外，许多高性能的电镜上还装备有扫描附件、能谱议、电子能量损失谱等仪器。
1.2 透射电子显微镜主要的性能参数1.2.1 分辨率分辨率是TEM的最主要性能指标，表征电镜显示亚显微组织、结构细节的能力。
透射电镜的分辨率分为点分辨率和线分辨率两种。
点分辨率能分辨两点之间的最短距离，线分辨率能分辨两条线之间的最短距离，通过拍摄已知晶体的晶格象测定，又称晶格分辨率。
透射电镜点分辨率和线分辨率照片如图1.7所示。
1.2.2 放大倍数 透射电镜的放大倍数是指电子图像对于所观察试样区的线性放大率。
目前高性能TEM 的放大倍数范围为80~100万倍。
不仅考虑最高和最低放大倍数，还要考虑是否覆盖低倍到高倍的整个范围。
将仪器的最小可分辨距离放大到人眼可分辨距离所需的放大倍数称为有效放大倍数。
一般仪器的最大倍数稍大于有效放大倍数。
透射电镜的放大倍数可用下面的公式来表示：其中M 为放大倍数，A 、B 为常数，I 中为中间B AI M M M M －＝＝中投中物总2⋅⋅图 1.7测量透射电（a ）点分辨率（b ）线分辨率镜激磁电流，单位为mA。
以下是对透射电镜放大倍率的几点说明：a) 人眼分辨本领约0.2mm，光学显微镜约0.2μm。
b) 把0.2μm放大到0.2mm的M是1000倍,是有效放大倍数。
c) 光学显微镜分辨率在0.2μm时，有效M是1000倍。
d) 光学显微镜的M可以做的更高，但高出部分对提高分辨率没有贡献，仅是让人眼观察舒服。
1.2.3 加速电压加速电压是指电子枪阳极相对于阴极灯丝的电压，决定了发射的电子的波长λ。
电压越高，电子束对样品的穿透能力越强（厚试样）、分辨率越高、对试样的辐射损伤越小。
普通TEM的最高V一般为100kV和200kV，通常所说的V是指可达到的最高加速电压。
高分辨透射电子显微镜。
1.3 透射电镜的成像原理1.3.1 透射电镜的成像方式透射电镜的成像方式主要有两种，一种明场像，一种暗场像。
明场像为直射电子所成的像，图像清晰。
暗场像为散射电子所成的像，图像有畸变，且分辨率低。
中心暗场像为入射电子束对试样的倾斜照射得到的暗场像，图像不畸变且分辨率高。
成像电子的选择是通过在物镜的背焦面上插入物镜光阑来实现的。
图1.8为双光束衍射条件下的衍衬成像方法。
1.3.2 衬度理论衬度的定义为显微图像中不同区域的明暗差别。
分为质厚衬度和衍射衬度两种。
1 质厚衬度质厚衬度是非晶体样品衬度的主要来源。
样品不同微区存在原子序数和厚度的差异形成的。
来源于电子的非相干散射，Z越高，产生散射的比例越大；d增加，将发生更多的散射。
不同微区Z和d的差异，使进入物镜光阑并聚焦于像平面的散射电子I有差别，形成像的衬度。
Z较高、样品较厚区域在屏上显示为较暗区域。
图像上的衬度变化反映了样品相应区域的原子序数和厚度的变化。
质厚衬度受物镜光阑孔径和加速V的影响。
选择大孔径（较多散射电子参与成像），图像亮度增加，散射与非散射区域间的衬度降低。
选择低电压（较多电子散射到光阑孔径外），衬度提高，亮度降低。
支持膜法和萃取复型，质厚衬度图像比较直观。
2 衍射衬度衍射衬度是来源于晶体试样各部分满足布拉格反射条件不同和结构振幅的差异。
例如电压一定时，入射束强度是一定的，假为L，衍射束强度为ID。
在忽略吸收的情况下，透射束为L-ID。
这样如果只让透射束通过物镜光阑成像，那么就会由于样品中各晶面或强衍射或弱衍射或不衍射，导致透射束相应强度的变化，从而在荧光屏上形成衬度。
形成衬度的过程中，起决定作用的是晶体对电子束的衍射。
这就是衍射衬度的由来。
1.4 透射电镜的电子衍射花样1.4.1 电子衍射花样电镜中的电子衍射,其衍射几何与X射线完全相同,都遵循布拉格 方程 所规定的衍射条件和几何关系。
衍射方向可以由厄瓦尔德球(反射球)作图求出。
1.4.2电子衍射与X 射线衍射相比的优点电子衍射能在同一试样上将形貌观察与结构分析结合起来。
电子波长短，单晶的电子衍射花样如晶体的倒易点阵的一个二维截面在底片上放大投影，从底片上的电子衍射花样可以直观地辨认出一些晶体的结构和有关取向关系，使晶体结构的研究比X 射线简单。
物质对电子散射主要是核散射，因此散射强，约为X 射线一万倍，曝光时间短。
1.4.3电子衍射与X 射线衍射相比的不足之处电子衍射强度有时几乎与透射束相当，以致两者产生交互作用，使电子衍射花样，特别是强度分析变得复杂，不能象X射线那样从测量衍射强度来广泛图1.9分别为AuCu3有序相的超点的测定结构。
此外，散射强度高导致电子透射能力有限，要求试样薄，这就使试样制备工作较X射线复杂；在精度方面也远比X射线低。
1.4.4选区电子衍射获取衍射花样可通过光阑选区衍射来实现。
光阑选区衍射是是通过物镜象平面上插入选区光阑限制参加成象和衍射的区域来实现的。
另外，电镜的一个特点就是能够做到选区衍射和选区成象的一致性。
图 1.10选区成像与选为了尽可能减小选区误差，选区衍射应遵循如下操作步骤：1插入选区光阑，套住欲分析的物相，调整中间镜电流使选区光阑边缘清晰，此时选区光阑平面与中间镜物平面重合；2调整物镜电流，使选区内物象清晰，此时样品的一次象正好落在选区光阑平面上，即物镜象平面，中间镜物面，光阑面三面重合；3减弱中间镜电流，使中间镜物平面移到物镜背焦面，荧光屏上可观察到放大的电子衍射花样4用中间镜旋钮调节中间镜电流，使中心斑最小最圆，其余斑点明锐，此时中间镜物面与物镜背焦面相重合。
5减弱第二聚光镜电流，使投影到样品上的入射束近似平行束，摄照。
1.4.5常见的几种衍射图谱图1.12（a）单晶电子衍射谱；1.4.6单晶电子衍射花样的标定 图1.14所示为某有色材料基体的单晶电子衍射花样。
标定指数。
花样指数标定步骤如下：1选靠近中心的斑点A 、B 、C 、D, 测得R A = 7mm ，R B = 14mm ，R C = 13.5mm ，R D = 18.5mm ，∠AOB ≈90°，R B /R A = 1.628。
2查N 比值表，（R A ：R B ： R C ：…= A N ：B N ：CN ：… ），找到与1.628相近的值是6237.1/311520432 R R ，图1.13 （a ）、（b ）、（c ）图1.14 单晶电子6329.1/111220=R R 。
3查立方晶系晶面夹角表（该表列出以111l k h 与222lk h 为指数的两个立方晶系两个晶面族内任意两组晶面之间所有可能的夹角值），得：。