Tecnai
Tecnai G2 F20 S-Twin透射电镜操作规程
一样品的安装和取出
1、三种样品台的使用方法
1.1 单倾台的使用方法
1)将单倾样品杆放入有机玻璃管holder中,注意手不要接触样品杆前端
位置;
2)如图2所示，将针尖状Tool轻轻插入Spring Clamp尾部小孔中（注
意一定要插到底，否则抬起时可能断裂针尖）,并轻轻抬起, 露出
Specimen carrier;
3)将样品正面朝下放入样品杆中心圆孔台中,若位置有偏差,可用镊子轻
敲样品杆,使样品落入正确位置, 然后轻轻放下Spring Clamp;
4)样品安装完成后需要用手轻敲样品杆黑色塑料尾端数次,确认样品位
置无变化且无掉落的危险;
5)取出样品时先用针尖Tool将Spring Clamp抬起后，可将镊子尖端插
入tweezer notch, 将样品取出。如果担心碰碎样品，，旋转样品杆
1800，使样品自然掉下在干净的滤纸上。
图1
图2
1. 2、铍双倾台的使用方法
1) 将铍双倾样品杆从左至右放入有机玻璃管holder（有机玻璃holder如图3
所示）中，注意手不要接触样品杆前端黄铜部分和银灰色铍圈部分（这些部件均为插入真空室部分，且铍圈有毒！使用铍是为了降低使用EDS时X-Ray产生的背底）;
图3
2) 用一个长约4cm左右的不锈钢专用工具（图4）轻轻（如果用力过猛可能压坏下面的顶针）放在样品杆前端铍孔（银灰色，周围为黄铜色）上（图5），然后逆时针旋松铍固定圆环（图6）并取出。然后旋转样品杆1800，让下面的薄环（图7）掉在干净滤纸上。
图4 图5
图6 图7
3)将样品正面朝下放在样品杆中心圆孔台中，注意用镊子轻敲样品杆使样品
放平。然后用镊子将图7所示的薄环置于样品上也放在中心圆孔台中，并轻敲样品杆使该薄环的两个头正好卡在圆环的相应槽内。用镊子夹图6所示的固定环放在中心圆孔台中，轻敲样品杆使该环放平，然后用图4所示的工具轻轻放在圆孔上，轻轻顺时针旋转该工具，将该环固定好。
4）样品安装完成后需要用手轻敲样品杆黑色塑料尾端数次,确认样品位置无
变化且无掉落的危险;
5）取样品时的步骤同上1), 2)两步。
2.插入样品杆步骤
图7样品台示意图图8 真实样品台面板
1)首先确认“column valves closed”的显示为黄色（图9）。将样品杆
前端黄铜上的pin对准样品台前面板上的close线，并且样品杆保持
和待插入孔平行居中，,然后将其插入airlock 孔中至不能往前插（不
要用大力，注意感觉）. 此时, 面板上的红灯亮, airlock开始预抽气;
[注]双倾样品杆有插头，请样品杆插入前，预先将插头插好在图11
所示的Cable connector部位。
2)在Tecani User Interface软件界面中选择正确的样品杆类型,并点击该
选项旁边回车键（为一90度转弯箭头）;
3)等待一段时间(约180s), 直到面板上的红灯熄灭, 屏幕提示airlock真
空已经抽好，逆时针旋转样品杆大约120度，使黑色塑料帽上不锈钢
长杆对准面板下部的小孔（在Close线的左侧附近）, 注意拿稳样品
杆（因为里面真空度高，所以样品杆会快速往前），轻轻将样品杆送
入镜筒到底。
4)样品杆完全进入镜筒后,轻敲其尾部黑色塑料帽数下,使其状态稳定.
5)点击”Turbon On”,使其变灰，关闭分子泵。
图9
3 移出样品杆步骤
1) 首先确认“col. valves closed”的显示为黄色（图9）
2）在Workset面板中选Search --- stage---- control---reset the holder；复
位样品杆，此时其X, Y, Z, A, B 值应在零附近；
3）对于双倾样品杆，请先将连在图11所示的Cable connector部位的插
头拔下，将左手压住样品台的样品杆周围部位并轻轻用力，右手将样品
杆拉出至不能拉出为止（不要用力过大），然后顺时针轻轻旋转约120
度至不能转动，最后将样品杆取出。
二电镜观察
1、开光路
点击图10中Vacuum面板上的Col. Valves Closed按钮，使其变灰，此时镜筒真空阀门V7、V4阀门会打开，然后会出现Status Ready。（注：此项操作目的是使电子束能够通过镜筒，进行各项电镜操作前均应进行此操作。但须注意，电镜停止工作或取、放样品时均应关闭镜筒真空阀门，以保护电子枪室的真空）。
图10
图11
注意示数显示 IGP2 1
IGP3 1
IGP1 6
IGP4 小于15即可
P3必须小于30
满足以上条件方可打开V4&V7阀。
2、电子束的调整（不必每次都做）
1）利用轨迹球（beam shift）使电子束位于荧光屏中心位置，同时利用Intesity 旋钮调整电子束的照射面积和亮度；
2）如果发现电子束呈椭圆形，则需要调整聚光镜像散：
A 在Tecnai user interface软件右下角调出Stigmator面板（图16）；选中
Condenser选项；
B 调整多功能键MFx和MFy，使电子束光斑变圆。之后再利用Intensity
旋钮使电子束光斑变到最小（直径不应小于2 mm，否则电子束可能会打坏荧光屏!），此时MFx和MFy中有一个旋钮起主要作用，调整该旋钮使光
斑变圆，反复操作，直至电子束变圆。
图16
3）在高放大倍数下，调节intensity旋钮，聚焦电子束，如果发现下电子束中心小亮斑没有完全在光斑的圆内（只要在边缘内均可），需要进行gun
alignment：
3、电镜样品Eucentric height的调整
1）按前述要求做好拍摄前准备工作；
2）点击Col. Valves Closed按钮，使其变灰以打开镜筒真空阀门，选择适当的放大倍数（一万倍以上至数万倍较好）和光束强度，并选择适当的观察区域（通常将较明显的特征点放至在荧光屏中心）；
3）调整样品中心至eucentric height：
按下右面板上的 Eucentric focus 键, 将物镜电流调整到标准值;
?按下右面板上的 Wobbler键,此时图像会出现重影,调整Z轴使图像重影消失即可.
?关闭wobbler键.
?再微调Z轴，使成像反差最小。
注：Eucentric focus是指将光路调至最佳状态，再用Z-axis将样品调至指定位置。其实是调物镜电流置中。
4、合轴（不必每次都做）
1 Beam shift
Beam shift有存储功能。轨迹球user shift也有移动光的功能，但却没有存储记忆功能，两者配合使用即可。
点击Direct Alignment中的Beam shift，
用操作盘上的Multi function X和Multi function Y键，将光斑移至主屏中心
完成后按Done键
2 Gun shift（调整枪的最佳对中状态）
点击Direct Alignment中的Gun tilt，
用操作盘上的Multi function X和Multi function Y键，将亮点移至圆斑中心（配合使用Intensity旋钮，当亮点位置对称性和亮度不是同时最佳时，选取折衷位置）
完成后按Done键
注意：聚光镜消象散
通过Intensity会聚和散开电子束时候，若光斑呈现椭圆形变化，则表示此时有聚光镜象散存在，选中Condenser stigmator功能，用多功能旋钮x，y将光斑调圆即可.
Gun tilt(调灯丝可激发电子流的最佳位置)
用多功能键调至曝光时间最短的位置即可，说明此时可激发的电子数最多
4 聚光镜光阑对中（C1一般不调，C2经常调）
如图示，总共有四个光阑可以选择，1-4筛目号光阑，单位面积内的筛目数逐渐减少，孔径变大。
主要调节的有光阑旋钮1（光阑正前方的旋钮）
光阑旋钮2（光阑左侧的旋钮）
操作盘上的Intensity旋钮
操作盘上的User shift旋钮
方法：intensity将光聚到一点，通过beam shift或者user shift将光移动荧光屏中心，再通过intensity顺时散开光斑至荧光屏大小，最后调节聚光镜光阑的机械旋钮X,Y将光斑和荧光屏相切即可
5 Beam tilt PPX & Beam tilt PPY
点击Direct Alignment中的Beam tilt PPX (Beam tilt PPY)，
先调节操作盘上的Multi function X键，使斑点抖动减少，两点变一点，
若出现旋转，再调节Multi function Y键，使旋转停止，
完成后摁Done键
6 Rotation Center（上下两个物镜电流中心的调整）
选中Rotation center功能，找个非晶区，调节多功能键XY,选着样品带尖角的部分在荧光屏中心，无横向位移，只有纵向伸缩，类似心脏起搏。
目的——确保电子束沿着物镜的光轴。
重要性——在聚焦时最大限度地减少透镜像差和像的移动的关键。
方法——显微镜摇摆物镜电流，使像在过焦和欠焦之间变化。用旋转中心使图像向侧面的运动尽可能小(=倾斜电子束到达光轴上)。聚焦摇摆能够通过聚焦步长尺寸钮来控制大小。
1)如果高倍观察特别是高分辨观察，最好每次都确认Rotation Center. 如果高
倍不易调整，可从低倍开始，逐级调整。
7 Coma-free Alignment
选中coma-free alignment x、y后，看FFT图像在接近正焦的位置看到两个椭圆且长径相等算好。
Rotation center和coma-free调节的为同一参量Beam tilt，是精调和细调的关系
5、物镜像散的调整
1）在拍摄TEM照片前，尤其是高分辨率照片前，应调整物镜像散；
2）在TEM状态下，选择拍照区域并调整焦距（微欠焦）；
3）在DigitalMicrograph软件中选择正在扫的实时图像，选择菜单中process-
>live FFT 打开FFT窗口，同时打开workset中的stigmator 面板，选择物镜像散objective；
4）调整Focus使中心圆环最大，利用左右面板上的多功能钮MFX和MFY调整物镜像散使圆环最圆（需要反复调整Focus和物镜像散）。
5) 然后可以采图。完成以后，如果不再扫图，那么选择正在扫的实时图像，按空格键停止CCD扫描，然后降低放大倍率到SA级别（将图像缩小，光斑满屏），方便下次观察样品。
6 STEM像观察
条件（根据要求可改变）：
a.Extractor Voltage：4500V
b.Gun Lens：6 or 7
c.根据STEM需要选择合适的Spot Size，一般STEM EDX选6，
HRSTEM用8-11。
STEM EDX的C2光阑选3号，信号强一些，
STEM HR的C2光阑选1号，分辨率高点。
正焦时边界明锐（正好与TEM模式相反）。若是晶体，荧光屏上有衍射条纹。
1、FEG Reg窗口下选择STEM模式
2、STEM合轴
按灭diffraction，切换到Nano probe 模式Mag 400K下，按下Eucentric focus
a.Beam Shift移光到中心
b.Beam Tilt Pivot Point X/Y，之后Beam shift移光到中心
c.Rotation Center（Focus的Step扭逆时针到头，让wobble的光不
动），Mf X/Y将亮点移到光斑中心
d.Beam Shift移光到中心
e.粗调聚光镜像散，使光斑变圆。
3、按亮diffraction，切换到STEM模式，按下Eucentric focus
a.选择非晶区域，调节Z轴高度，直到Ronchigram像出来为止
b.Condenser stigma调节STEM的象散，参照Ronchigram像
c.插入合适的C2光阑并对中，C2 #1 or #2，
d.插入HAADF探头
e.Diffraction alignment将衍射盘移到HAADF探头中心
f.利用TIA软件进行STEM采图。
g.根据需要调节焦距和象散
7、STEM mode 下EDX测试
1)调整TEM影像，选择观察区域；
2)将alpha置于15度；
3)调整出STEM影像（选择spot size=6的STEM mode文件）；
4)打开experiment 面板，在select component 窗口中选择 spectrum collection；
在select experiment 中选择适当选项：
Spectrum position：点扫描
Spectrum profile：线扫描
Spectrum image：面扫描
4）在experiment
点扫描：Setting：
其余选择
线扫描：
Setting：
其余选择
5）启动Genesis程序，并在其窗口中选择IN X-ray探头；
6）在样品图像区域，用Beam position marker tool选择一点，然后点击EDX中的View, 获取EDAX信息，对于STEM模式，其CPS值约为数百个，如CPS较小，可调整spot size。调整到CPS值合适后，即可以选择合适区域做点扫、线扫、面扫等。
7）对于点扫，采谱完毕后，用Peak ID, Background correction, Quantity等依次进行分析。对于线扫或面扫，采谱完毕后，分析方法为：采集完谱图后，Link with Spectrum, EDS and line Profile。对于线扫描，点中图像中的
marker线，同时按下键盘上的ALT键和鼠标左键，将其拖曳至STEM
HAADF DETECTOR和EDX Spectrum image窗口中，即可建立link。对于
面扫描，在工具栏中选择点marker“+”，在图像ROI marker框中点击
后，同时按下键盘上的ALT键和鼠标左键，将其拖曳至STEM HAADF
DETECTOR和EDX Spectrum image窗口中，建立link后， EDS谱数据随
图像中测试点的变化而变化。
8）实验结束后，将EDAX探头缩回，然后关闭Genesis软件。
8、Dark Field成像的拍摄
1）调整TEM影像，选择适当的观察区域，并使图像正焦即得到最小对比度；
2）按下右面板的diffract键，进入衍射模式，利用MFx和MFy将中心最亮透射斑点调到荧光屏小黑圈中心。
3）调整样品杆alpha和beta倾角，使菊池线中心/焦点位于透射束中心，此时样品表面垂直于透射束；
4）利用focus旋钮调整使衍射光斑大小适中；
5）点击右面板上的Dark field键使其亮，然后打开DF面板，点Add，记录透射束零点。
6）将感兴趣的衍射斑点移到屏幕中心，记录位置；依次重复此步骤，直至所有感兴趣点均做好位置记录；
7）移入物镜光阑，选择适当的光阑孔径，使其仅套中屏幕中心的单个斑点，并调整光阑位置（光阑上的X, Y轴）使斑点位于光阑中心；
8）利用记录的位置选择参与成像的衍射/透射斑点，使其处于屏幕正中/光阑内, 按灭diffraction键，保持Dark filed, 即可观察到相应的TEM DF image。
9）当然也可以做双束成像，比如想选择透射束和临近的某个衍射束成像，只需将这两个斑点的中心移到屏幕中心，Add此位置，然后参照第7和第8步的方法，用物镜光阑刚好套住这两个衍射斑点，即可以得到双束成像。
三特别注意事项
1.加入物镜光阑时，保证α<±25 °, β<±15 °.
2、铍双倾样品杆的铍圈所有部件均有毒，任何时候都不要用手触摸。无论插或拔样品杆之前，都要先确认“col. valves closed”的显示为黄色（图13）才能做下一步。插入样品杆后，一定不要忘记注意选择样品杆类型，并按旁边的回车键确认。拔出样品杆之前，一定不要忘记先Reset样品杆位置至零位。
3、在荧光屏上调电子束光斑时，任何时候都要防止束斑聚得太细，以防止烧坏荧光屏，在TEM模式下，目测光斑直径以不小于2 mm为宜，且不要在该尺寸保持太久。
4、能谱液氮罐中通常都要保持有液氮。如果地上的控制器H.V. Bias灯不亮说明能谱无液氮。加液氮后2小时左右才亮，大约加液氮后4小时（半天）才可用能谱。
四日常工作程序
1．每日开始程序
1)检查气水架上的气压、水压，各流量计浮子都应在两个设定的红块之间，气压
指示在12点钟位置上。
2)确认当前帐户，一般在expert账户下。
3)进入Tecnai user interface.
4)冷阱中加入液氮，检查真空（图13）。 Gun应当为1，Column为6，Buffer
tank 小于37，Camera小于65（Log值）.
5)确认高压开启并处于设定高压值（一般为200KV）。
6)确认FEG control panel上的Operate显示为黄色。
7)确认“column valves closed”的显示为黄色，安装样品并插入样品杆。
8)如果镜筒真空足够好（Column 真空值小于20），打开 Col. Valves. 可以进行观
察了。
2．下班操作程序
1)降低放大倍率到SA级别，光斑满荧光屏，以方便下次观察。
2)关闭 Col. Valves，即确认“column valves closed”的显示为黄色。
3)关闭能谱Genesis软件。
4)移出冷阱，在原位放置一块干毛巾以免冷凝水滴入电镜。
5)点击Vacuum弹出框，在如下图19面板中设置：Start after : 6min,
Duration :240min, 点击Cryo Cycle使其变黄。
图19
6)最小化所有软件窗口，关闭显示器。