透射電子顯微鏡（Transmission Electron Microscope, TEM）是一種用于觀察樣品內(nèi)部結(jié)構(gòu)的高分辨率顯微鏡。它利用電子束穿透樣品并形成投影圖像，然后通過對該圖像進(jìn)行解釋和分析來揭示樣品的微觀結(jié)構(gòu)。

1.電子源

TEM使用電子束而不是光束。季豐電子MA實(shí)驗(yàn)室配備的透射電鏡Talos系列采用的是超高亮度電子槍，球差透射電鏡HF5000采用的是冷場電子槍。

2.真空系統(tǒng)

為了避免電子束在穿越樣品之前與氣體相互作用，整個顯微鏡都必須維持在高真空條件下。

3.透射樣品

樣品必須是透明的，意味著電子束可以穿透它，與之相互作用并形成投影圖像。通常，樣品的厚度在納米至亞微米范圍內(nèi)。季豐電子配有數(shù)十臺Helios 5系列FIB用于制備高質(zhì)量超薄TEM樣品。

4.電子透射系統(tǒng)

電子束通過透射系統(tǒng)進(jìn)行聚焦。這些透鏡類似于光學(xué)顯微鏡中的透鏡，但由于電子波長比光波短得多，透鏡的設(shè)計和制造要求更高。

5.像平面

電子束通過樣品后，進(jìn)入一個像平面。在該平面上，電子束的信息被轉(zhuǎn)換成圖像，并由檢測器捕獲。

6.檢測器

最常見的檢測器是熒光屏、CCD（電荷耦合器件）相機(jī)或CMOS（互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體器件）相機(jī)。當(dāng)電子束與像平面上的熒光屏相互作用時，會產(chǎn)生可見光，從而形成樣品的投影圖像，常用于查找樣品。由于熒光屏需要在暗室環(huán)境中使用，對用戶操作不友好，故現(xiàn)在的廠商會在熒光屏側(cè)上方加裝一個Camera，使TEM操作員可以在敞亮的環(huán)境下觀察顯示器進(jìn)行查找樣品，傾轉(zhuǎn)帶軸等操作，這個并不起眼的改進(jìn)正是實(shí)現(xiàn)人機(jī)分離的基礎(chǔ)。

7.形成圖像

當(dāng)電子束通過樣品時，與樣品內(nèi)部的原子和晶體結(jié)構(gòu)相互作用，散射和吸收。根據(jù)這些相互作用，電子束的強(qiáng)度將在像平面上形成圖像。這些圖像都是二維投影圖像，但樣品內(nèi)部結(jié)構(gòu)往往為三維結(jié)構(gòu)，因此在解析樣品內(nèi)部細(xì)節(jié)信息時要尤其注意這一點(diǎn)。

8.分析和解釋

通過觀察和分析圖像，研究者們可以了解樣品的晶體結(jié)構(gòu)、晶格參數(shù)、晶體缺陷、原子排列等微觀結(jié)構(gòu)信息。季豐有專業(yè)的材料分析團(tuán)隊(duì)，能為客戶提供全流程分析方案和專業(yè)的材料分析報告。

責(zé)任編輯：彭菁