Transmissionselektronenmikroskopie (TEM)ist ein unverzichtbares Forschungsinstrument in Bereichen wie Materialwissenschaft und Nanotechnologie. Für Forscher, die neu in TEM sind, ist das Verständnis der Grundprinzipien und -betriebe von entscheidender Bedeutung für die effiziente Nutzung dieser Geräte. TEM -Tests konzentrieren sich hauptsächlich auf die Mikrostruktureigenschaften von Materialien, einschließlich Elementverteilung, Phasenzusammensetzung, Kristalldefekten usw. Diese Eigenschaften zeigen sich auf mikroskopischer Ebene als Größe, Form, Verteilung verschiedener Phasenkörner sowie die Dichte und Verteilung von Kristalldefekten. Durch TEM können Forscher ein tieferes Verständnis der internen Struktur von Materialien erlangen und damit ihre Eigenschaften und potenziellen Anwendungen bewertet.
Im Vergleich zu anderen analytischen Instrumenten wie Spektrometern, Röntgenbiffraktometern usw. ist der größte Vorteil von TEM seine ultrahohe räumliche Auflösung. TEM kann nicht nur die elementare Materialzusammensetzung von Materialien erkennen, sondern auch die Kristallstruktur auf Atomebene analysieren, wodurch eine In-situ-Beobachtung erreicht wird. Diese Fähigkeit macht TEM zu einem unersetzlichen Werkzeug in der nanoskaligen Forschung. Als Test- und Analyseeinrichtung von Drittanbietern, die Tests, Identifizierung, Zertifizierung und Forschungs- und Entwicklungsdienste anbietet, verfügt Jinjian Laboratory nicht nur über ein professionelles technisches Team, sondern ist auch mit fortschrittlichen Testgeräten ausgestattet, um Ihnen genaue TEM-Testdienste zu bieten.
Der Grund, warum TEM eine hohe Auflösung des Atomniveaus erreichen kann, ist, dass ein Hochgeschwindigkeitselektronenstrahl mit extrem kurzer Wellenlänge als Beleuchtungsquelle verwendet wird. Die Auflösung gewöhnlicher optischer Mikroskope ist durch die Wellenlänge des Beleuchtungsstrahls begrenzt, während die Wellenlänge des Elektronenstrahls viel kürzer als sichtbares Licht ist, sodass die Auflösung von TEM viel höher ist als die der herkömmlichen Mikroskope. Darüber hinaus ermöglicht die Wellenpartikel -Dualität von Elektronenstrahlen TEM, die Bildgebung von Materialien auf Atomniveau zu erreichen.
Die BasisStruktur und Funktion von TEM
Die Grundstruktur von TEM umfasst Schlüsselkomponenten wie Elektronenpistole, Kondensator, Probenstufe, objektive Linse, Zwischenspiegel und Projektionsspiegel. Die Elektronenpistole erzeugt einen Hochgeschwindigkeits-Elektronenstrahl, der durch ein Kondensatorobjektiv fokussiert wird. Die Probenstufe trägt und positioniert genau die Probe, und die objektive Linse und der Zwischenspiegel vergrößern das Bild der Probe weiter. Der Projektionsspiegel projiziert das vergrößerte Bild auf einen fluoreszierenden Bildschirm oder Detektor. Die kollaborative Arbeit dieser Komponenten ermöglicht es TEM, eine hohe Vergrößerungsbildgebung und -analyse von Proben zu erreichen.
TEM verfügt hauptsächlich über drei Arbeitsmodi: Vergrößerungsbildgebungsmodus, Elektronenbeugungsmodus und Scan -Transmissionsmodus (STEM). Im Vergrößerungsbildermodus ähnelt TEM traditionellen optischen Mikroskopen, um das Morphologiebild der Probe zu erhalten. Im Elektronenbeugungsmodus erfasst TEM das Beugungsmuster der Probe und spiegelt seine Kristallstruktur wider. Im STEM -Modus scannt TEM den Probenpunkt für Punkt, indem er den Elektronenstrahl fokussiert, und sammelt Signale mit einem Detektor, um eine Bildgebung mit höherer Auflösung zu erzielen.
Unterschiede in der TEM -Bildgebung: Helles Feldbild, dunkles Feldbild, zentrales Dunkelfeldbild
Hellfeldbild: Ermöglicht dem übertragenen Strahl nur die Zielöffnung für die Bildgebung und zeigt die Gesamtstruktur der Probe an.
Dunkelfeldbild und zentrales Dunkelfeldbild: Spezifische Beugungsstrahlen gelangen durch die objektive Blende, und das zentrale Dunkelfeldbild betont die Abbildung des Beugungsstrahls entlang der Übertragungsachse -Richtung, normalerweise mit besserer Bildgebungsqualität.
Die Aberrationen von TEM sind die Hauptfaktoren, die die Auflösung von Elektronenmikroskopen, einschließlich sphärischer Aberration, chromatischer Aberration und Astigmatismus, einschränken. Die kugelförmige Aberration wird durch den Unterschied in der Brechungsleistung von Elektronen in den Zentrum und den Randregionen einer Magnetlinse verursacht. Die chromatische Aberration ist auf die Dispersion der Elektronenenergie zurückzuführen, und der Astigmatismus wird durch die nicht axisymmetrische Natur des Magnetfelds verursacht. Der Beugungsunterschied wird durch den Fraunhofer -Beugungseffekt an der Apertur verursacht.
Kontrastart von TEM
Der Kontrast von TEM wird durch Streuung verursacht, die durch die Wechselwirkung zwischen Elektronen und Materie erzeugt wird, einschließlich Dickenkontrast, Beugungskontrast, Phasenkontrast und Z-Kontrast. Dickenkontrast: Reflektieren der Oberflächeneigenschaften und morphologischen Merkmale der Probe, die durch die Unterschiede in der Atomzahl und Dicke verschiedener Mikroregionen der Probe verursacht werden. Beugungskontrast: Aufgrund der unterschiedlichen kristallographischen Orientierungen innerhalb der Probe, die unterschiedlichen Bragg -Bedingungen entsprechen, variiert die Beugungsintensität von Ort zu Ort. Phasenkontrast: Wenn die Probe dünn genug ist, erzeugt die Phasendifferenz der Elektronenstrahlwelle, die in die Probe eindringt, Kontrast, der für hochauflösende Bildgebung geeignet ist. Z-Contrast: Im Stammmodus ist die Bildhelligkeit proportional zum Quadrat der Atomzahl und zur Beobachtung der Elementverteilung geeignet. Durch das Beherrschen dieser grundlegenden Kenntnisse können TEM -Benutzer dieses Tool effektiver zur Mikrostrukturanalyse von Materialien nutzen.
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