一文了解透射电镜(TEM)知识重点

如题所述

探索透射电镜(TEM)的深度世界


自从1932年诞生以来,透射电镜(TEM)凭借其短波长电子束的精细成像技术,已经成为科学研究中的高分辨率显微镜。它的工作原理如同电子显微镜的交响乐:电子枪精准地发射电子,聚焦在样品上,随后经过精心设计的电磁透镜放大,从而呈现微观世界的惊人细节。


透射电镜的成像方式多种多样,包括明场、暗场和中心暗场,每一类都揭示出独特的结构信息。TEM的应用领域广泛且深入,无论是观察材料的形貌,解析物相,还是确定晶体结构,甚至是检测缺陷和化学成分,它都是不可或缺的工具。比如,在TC4/Ag扩散焊接界面中,TEM的洞察力帮助我们观察并证实了中间层化合物AgTi的存在,这得益于电子衍射技术的验证。


TEM设备的精密构造由一系列关键组件组成,包括电子枪、聚光镜、样品杆、物镜、中间镜、投影镜、荧光屏和CCD相机,它们共同构建出一个强大的观察平台。在质厚衬度观察和电子衍射分析中,这些组件协同发挥着关键作用。


实测数据揭示了TEM的惊人精度:OA=4.229 nm, OB=4.847 nm, OC=8.177 nm,晶面间距d=1/r,这表明TEM的分辨率极高。图(a)~(d)清晰展示了AgTi/TC4结构,而晶带轴[01]的证实,无疑为化合物的存在提供了有力证据。


对于样品的要求,TEM倾向于处理粉末或液体样本,厚度需控制在100~200纳米之间,且必须置于铜载网上,确保样品的清洁无污染。制备过程包括真空镀膜、超声清洗和切片等精细步骤,以确保样品质量。


尽管电子显微镜(SEM)与TEM在获取图像上共享相似的原理,但它们各有侧重。SEM更注重表面形貌的观察,而TEM则深入内部结构。两者对比,就像光镜与显微镜的对比,各有其独特的优势和应用领域。


总的来说,透射电镜(TEM)是科学探索微观世界的一把利器,其精密的设备、多样的成像方式和广泛的应用,使之成为材料科学、生物学、物理等多个领域不可或缺的研究工具。

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