透射電子顯微鏡

透射電子顯微鏡（簡(jiǎn)稱透射電鏡）是一種利用加速和聚集的電子束投射到非常薄的樣品上，通過(guò)電子與樣品原子的碰撞產(chǎn)生立體角散射來(lái)成像的儀器。

散射角的大小與樣品的密度、厚度密切相關(guān)，從而形成明暗不同的影像。這些影像經(jīng)過(guò)放大、聚焦后，可在成像器件（如熒光屏、膠片、感光耦合組件等）上顯示出來(lái)。

由于電子的德布羅意波長(zhǎng)極短，透射電子顯微鏡的分辨率遠(yuǎn)高于光學(xué)顯微鏡，可達(dá)到0.1 - 0.2納米，放大倍數(shù)可達(dá)幾萬(wàn)至百萬(wàn)倍。這使得透射電鏡能夠觀察樣品的精細(xì)結(jié)構(gòu)，甚至能觀察到單列原子的結(jié)構(gòu)，其觀察到的最小結(jié)構(gòu)比光學(xué)顯微鏡小數(shù)萬(wàn)倍。

應(yīng)用特點(diǎn)

透射電子顯微鏡的應(yīng)用具有諸多顯著特點(diǎn)。通過(guò)其熒光屏，我們可以幾乎瞬時(shí)地觀察到樣品的圖像或衍射花樣。在觀察過(guò)程中，我們能夠?qū)崟r(shí)改變樣品的位置及方向，以便快速找到感興趣的區(qū)域和方向。一旦獲取所需的圖像，可采用相機(jī)照相的方式記錄下來(lái)。

主要功能

1. 一般形貌觀察

可對(duì)樣品的外觀形態(tài)進(jìn)行直觀觀察，為后續(xù)研究提供基礎(chǔ)信息。

2. 物相分析利用電子衍射、微區(qū)電子衍射、會(huì)聚束電子衍射等技術(shù)，確定材料的物相、晶系，甚至空間群，從而深入了解材料的晶體結(jié)構(gòu)和組成。

3. 晶體結(jié)構(gòu)確定

借助高分辨電子顯微術(shù)，能夠直接觀察晶體中原子或原子團(tuán)在特定方向上的結(jié)構(gòu)投影。對(duì)于不同尺寸的物體，可根據(jù)其大小選擇合適的電鏡類型：大于100納米的物體可用低壓、低分辨電鏡觀察；100納米至10納米之間的物體用高壓、低分辨電鏡勉強(qiáng)可見(jiàn)；小于10納米的物體則必須選用高壓、高分辨電鏡進(jìn)行觀察。

4. 結(jié)構(gòu)缺陷觀察

通過(guò)衍襯像和高分辨電子顯微像技術(shù)，可觀察晶體中存在的結(jié)構(gòu)缺陷，確定缺陷的種類并估算缺陷密度。

對(duì)于不同類型的缺陷觀察，可選擇不同類型的電鏡：界面觀察選用低壓、低分辨電鏡；位錯(cuò)觀察可用高壓、低分辨電鏡，選用高壓、高分辨電鏡效果更佳；層錯(cuò)觀察則需選用高壓、高分辨電鏡。傳統(tǒng)的典位錯(cuò)觀察方法是金相腐蝕法，通過(guò)腐蝕使位錯(cuò)露頭形成“蝕坑”，但這種方法是間接觀察，效果較差。相比之下，高壓、低分辨透射電鏡可以直接觀察位錯(cuò)，效果較好；而高壓、高分辨透射電鏡的觀察效果更佳。

5. 微區(qū)化學(xué)成分分析

利用透射電鏡附加的能量色散X射線譜儀或電子能量損失譜儀，能夠?qū)悠返奈^(qū)化學(xué)成分進(jìn)行精確分析，為研究材料的成分分布和化學(xué)性質(zhì)提供重要依據(jù)。

6. 元素分布分析

借助帶有掃描附件和能量色散X射線譜儀的透射電鏡，或者利用帶有圖像過(guò)濾器的透射電鏡，可以對(duì)樣品中的元素分布進(jìn)行分析，確定樣品中是否存在成分偏析，這對(duì)于研究材料的微觀結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系具有重要意義。