电子显微镜的应用

电子显微镜的应用

一. 电子显微镜在农业上的应用及进展

随着现代科学技术的不断深入发展，电子显微镜的应用技术也日趋广泛，作为观察微观世界的“科学之眼”——电子显微镜所具有的高分辨、直观性的特点是任何其他科学仪器无法代替的，电子显微镜对医学、生物学、物理学、化学、冶金学以及材料学学科的发展起了卓越的作用，电子显微镜在许多学科的研究工作中已成为不可缺少的常规仪器。

农业科技工作者在动、植物的疾病诊断、植物保护、良种繁育、品种分类和鉴定，性状鉴别、成分分析、土壤改良等许多学科的生产和科学研究项目中做了大量工作，大大缩小了我国农业电镜与其他学科的差距。

1.扫描电子显微镜在农业领域的应用

扫描电子显微镜(SEM)具有景深大、图像立体感强、分辨率高、图像范围大以及样品制备过程比较简单等优点，已引起农业科研人员的高度重视和青睐。扫描电镜在农业科研中主要是研究动植物、微生物、昆虫等不同组织和微小器官的表面形态及内部结构，从而加深理解它们在生理机能上的应用，探索有机体的生活规律。如：在昆虫方便主要是提高对其微小器官的辨别能力、提高分类水平，同时进一步弄清器官的作用，对昆虫的外部形态进行特征描述和比较，研究其形状变化及其规律和结构的特征以便有更深的了。在植物方面，研究农作物的花粉、果皮、种皮表面花纹及种子内部结构等特征，这在分类学上具有重要意义。在微生物方面，对研究真菌、放线菌、细菌的分类、辨别科属、判断病源等起较大的作用，尤其是对病菌的活动、孢子发芽、侵入寄主等，用扫描电镜观察均能获得满意的效果。

2.透射电镜在农业上的应用

透射电子显微镜( TEM) 主要是由电子光学系统、真空系统、供电系统和辅助系统组成。透射电镜成像原理是用不带有信息的电子射线，在通过样品时与样品发生作用，而当电子射线在样品另一面重新出现时，已经带有样品的信息，然后进行放大处理，使人们能够看到其内部的微观信息而进行解释。当电子束与样品物质相互作用时，可产生很多带有样品的信息，如透射电子、散射电子、二次电子等。透射电镜的像反差是由入射电子通过样品时，发生的散射吸收差、衍射差和像位差来决定成像的。在农业生物样品观察中，随着电子显微镜分辨率的不断提高，电子显微镜图像的清晰度已将不完全取决于电子显微镜的分辨率，而很大程度上取决于样品的制作技术。透射电镜农业生物样品常用的制备技术有：超薄切片技术、免疫电镜技术、负染色技术、生物大分子电镜技术等。植物病毒作为一类侵蚀被子植物、裸子植物和蕨类植物的重要病源物，在全世界范围内引起农作物、果树、花卉、牧草、药用植物的病害，造成产量和品质的下降，严重影响人类的生产生活。应用电子显微镜技术在确定病毒的形态结构、基因组织结构及功能、病毒复制过程、病毒与寄主之间相互关系的深入了解，观察细胞超微观结构病变方面具有其他方法不可替代的作用，为逐步揭示病毒的本质，最终解决病毒、病害问题奠定基础。

二. 电子显微镜在肿瘤诊断中的应用

电镜能够清楚识别细胞和细胞间质中的超微结构，如细胞膜及其特有的化学结构；细胞质中的细胞器包含物、分泌颗粒、细胞核膜、核仁、染色质；间质中的外板、基板、纤维结合点、肌丝、肌原纤维等。不同组织类型的细胞有其特征性的超微结构，即使是低分化肿瘤细胞仍会在很大程度上保留同源细胞的超微结构特点，电镜就是从这些特点上判断肿瘤细胞的组织类型和分化程度的。如鳞状细胞的张力原纤维、桥粒；腺上皮细胞的连接复合体、微绒毛；横纹肌细胞内的肌原纤维；平滑肌细胞的肌丝等。

肿瘤细胞在超微结构上与正常细胞有差异，主要表现在细胞器和超微结

构分化不同步，鳞状细胞癌的细胞质中虽然有明显的张力原纤维，但细胞间桥极少且发育差；细胞外形和超微结构分化不同步，一些肿瘤细胞奇形怪状，大小不一，从外形上根本无法判断组织学类型，但在超微结构下可以显示组织分化的特点，如类似卵巢性腺肿瘤的宫颈腺癌；细胞的多向性分化，正常体细胞分化时只对特定方向的基因开放表达，故细胞分化呈单一性，而肿瘤细胞可出现两个以上分化方向，在超微结构上必然有反映，如宫颈和肺的腺鳞癌嘲；异位性分化，一种组织类型的细胞在机体内有特定分布，但肿瘤细胞会出现例外，正常情况下宫颈、胸腺等组织中是看不到神经内分泌细胞的，但这些部位却能发生神经内分泌小细胞癌。

电镜对于肿瘤的诊断并不优于光镜，一般也不用于判断肿瘤的良恶性，因为从细胞的超微结构上还没有哪一种结构足以区别肿瘤的良恶性，尤其是对高分化的肿瘤。要想使电镜保持其无以替代的地位，发挥更大的作用，提高诊断水平，就必须从几个方面得到发展和提高。第一，改进和简化标本的制备过程，开发新的固定包埋材料。在保持特异性和敏感性的条件下，降低对标本的要求，以适应多种类型标本的检查(新鲜组织、甲醛固定组织、石蜡包埋组织、实体组织、液体标本、细胞标本)；第二，观察者要有丰富的光镜诊断经验，同时还要熟悉组织超微结构及其病理，总结积累电镜下各种肿瘤的诊断标准和要点；第三，除了扩大常规电镜在临床肿瘤诊断中的应用，还应积极将新型电镜引人人体肿瘤的研究和诊断，拓展病理诊断的新领域。随着电镜方法学的发展，电镜诊断技术必将有更大的变化和提高。

三. 扫描电子显微镜在刑事案件技术检验中的应用

当前，随着社会和经济的快速发展，犯罪分子反侦查手段的科技含量也在不断提高，作案手段越来越呈现多样化、智能化，伪装、伪造现场、毁灭物证等问题日益突出。许多刑事犯罪现场被人为掩盖或破坏，侦查与反侦查的较量日趋激烈。在这场较量中，刑事技术发挥着不可或缺的作用。扫描电子显微镜由于其放大倍数率、分辨率和灵敏度高，同时具有快速、简便、检材用量少且不破坏检材等特点，成为刑事技术检验的重要工具，大大提高了微量物证在刑事案件侦破中的利用价值。

爆炸案件能否侦破，关键在于在现场能否找到与犯罪相关的物证，并通过检验为破案提供信息。但是，由于爆炸会对现场造成巨大破坏，其他刑事案件中常见的指纹、足迹等与人相关的物证已很少存在，因此，爆炸残留物的提取和检验在爆炸案件侦破中具有十分重要的意义。利用扫描电子显微镜结合X射线衍射仪

对爆炸残留物进行形态观察和元素分析，可以有效地确定炸药的成分、种类、特点，进而给侦查提供方向，为破案提供证据。

在刑事案件和交通案件中，经常遇到被撞碎的灯泡残片，确定涉案中灯泡是在开灯或者闭灯状态时被撞碎，对案件的侦查和道路交通事故的责任认定具有重要的意义。利用扫描电子显微镜对残存灯丝状态进行观察和检验，确定热断或者冷断，说明灯泡的开闭。

枪弹发射过程所形成的射击残留物是枪击案件中一种重要的法庭物证，射击残留物分析的结果对枪击案件性质的判断、案件现场的重建、案件的侦查和法庭审判都具有重要的价值。射击残留物是指射击时从枪口或枪支机件缝隙中喷射出的火药燃烧生成的烟垢、未完全燃烧的火药颗粒、微量金属屑和枪油等。气体燃烧形成的残留物一部分沉积在目标上，一部分沉积在射击者的手、臂和前胸等部位，以手上居多。射击残留物的无机成分来源于枪弹的底火，具有独特的化学成分，如Sn、Pb、Sb、Ba等，粒径一般在0．1～30 um 之间。射击残留物的发现、提取和检验，有助于侦查人员获取枪击案件的有关信息，是侦破枪击案件的线索，也是证实犯罪的证据和判断案件性质(自射、他射)的重要依据。

四. 利用TEM鉴定爽身粉中的石棉

滑石、金云母、粘土、白云石、淡斜绿泥石等矿物是化妆品中常用的辅料，这些矿物形成过程中常常伴生有石棉，如闪石石棉是滑石中最常见的矿物之一。石棉进人人体或与皮肤直接接触，将会影响人们的身体健康。

石棉属于硅酸盐类，是一种可剥分为柔韧细长纤维的硅酸盐矿物，按其成分和内部结构，通常分为蛇纹石石棉和角闪石石棉两大类。蛇纹石石棉也称温石棉；角闪石石棉由于含有钠、钙、镁和铁，按成分不同，有青石棉、铁石棉、直闪石石棉、透闪石石棉、阳起石石棉等。透射电镜具有更高的分辨率，可准确鉴定粉状化妆品中石棉的形貌和存在类型，是国外石棉鉴定标准中使用最多的方法I川。特别是对于大气粉尘、水体中的石棉检测，电镜法十分有效。

石棉属于纤维状矿物，纤维状是指纵横径之比大于3：1的粉尘，在透射电子显微镜中，不同种类石棉具有一定的选区电子衍射图谱。闪石类石棉结构类型和衍射图谱差异较大，根据选区电子衍射图谱即可轻易判断，但考虑到不同矿区闪石类石棉晶胞畸变导致衍射图谱的位移和仪器测量误差，故判断范围适当扩展。蛇纹石和角闪石矿物本身可有纤维结构或非纤维结构两种，有纤维结构的蛇纹石和角闪石才称为石棉，且纤维状蛇纹石石棉与绿泥石成分相近，因此，常规准确鉴定样品中是否含有石棉，需采用偏光显微镜和x射线衍射相结合的方法，但对于极为微小的石棉偏光显微镜就显得无能为力。透射电子显微镜恰恰弥补了常规检测中遇到的问题，根据石棉的形貌、电子衍射图谱和能谱结果，可精确确定石棉的结构类型和晶格常数，从而判断爽身粉中是否含有石棉。

扫描电子显微镜技术应用与研究

扫描电子显微镜技术应用与研究 摘要:本文从金属晶体理论和扫描电子显微镜的原理出发，阐述了的定义和性质。通过对金属模块和焊条的二次电子成像，论证了分辨率高，能反映物体更多的层次结构等优点。最后，讨论了二次电子在电子制造业中的应用。 关键词：扫描电子显微镜金属晶体二次电子成像电子束 Abstract：This article is based on the theory of metal crystal, configuration and working theory of the scanning electron microscope. It is expounded the definition and nature of secondary electron image. Through the secondary electron image of metal and the welding rod, it is proved the secondary electron resolution to be likely high, could reflect merits and so on object more hierarchical. Finally we discussed the secondary electron in the electronic manufacturing applications. Key words: scanning electron microscope, metal crystal, secondary electron image electron beam 前言 随着现代科学技术的飞跃发展,各种新型材料的不断涌现.材料的检测技术也正在朝着科学、先进、简便、精确、自动化的方向发展.材料组织结构和性能的检测已成为一门多学科、跨学科的综合性技术.材料性能的检测既有传统的见手段又有高度现代化的研究手段.面对新技术和新材料的快速发展,过去传统的常规性能检测遇到了极大的挑战.一方面由于采用现代化的电子技术、光学技术、声学技术等新技术以及随之发展的各种高科技的设备,触进了材料检测技术的不断进步.另外一方面,为了适应新材料和新技术的发展不断不断修改检测标准,使常规检验和深入研究紧密的结合起来. 而在材料组织的形貌观察中,主要是依靠显微技术,利用二次电子成像来分析材料的组织结构,已成为当今检测的主要趋势.扫描电子显微镜和透射电子显微镜则把观察的尺度推广到亚微米和微米以下的层次.现代的显微镜的分辨率可达到0.2nm甚至更高.在借助显微技术和其他一些分析系统可以把材料组合子形貌比较准确的分析出来.

透射电子显微镜的原理与应用

透射电子显微镜的原理及应用 一．前言 人的眼睛只能分辨1/60度视角的物体，相当于在明视距离下能分辨0.1mm 的目标。光学显微镜通过透镜将视角扩大，提高了分辨极限，可达到2000A 。。光学显微镜做为材料研究和检验的常用工具，发挥了重大作用。但是随着材料科学的发展，人们对于显微镜分析技术的要求不断提高，观察的对象也越来越细。如要求分表几十埃或更小尺寸的分子或原子。一般光学显微镜，通过扩大视角可提高的放大倍数不是无止境的。阿贝（Abbe ）证明了显微镜的分辨极限取决于光源波长的大小。在一定波长条件下，超越了这个极限度，在继续放大将是徒劳的，得到的像是模糊不清的。 图1-1（a ）表示了两个点光源O 、P 经过会聚透镜L ，在平面上形成像O ，、P ，的光路。实际上当点光源透射会聚成像时，由于衍射效应的作用在像平面并不能得到像点。图1-1（b ）所示，在像面上形成了一个中央亮斑及周围明暗相间圆环所组成的埃利斑（Airy ）。图中表示了像平面上光强度的分布。约84%的强度集中在中央亮斑上。其余则由内向外顺次递减，分散在第一、第二……亮环上。一般将第一暗环半径定义为埃利斑的半径。如果将两个光源O 、P 靠拢，相应的两个埃利斑也逐渐重叠。当斑中心O ，、P ，间距等于案例版半径时，刚好能分辨出是两个斑，此时的光点距离d 称为分辨本领，可表示如下： α λs in 61.0d n = （1-1） 式中，λ为光的波长，n 为折射系数，α孔径半角。上式表明分辨的最小距离与波长成正比。在光学显微镜的可见光的波长条件下，最大限度只能分辨2000A 。。于是，人们用很长时间寻找波长短，又能聚焦成像的光波。后来的X

电子显微镜技术在生物医学领域的应用

2012年1月内蒙古科技与经济Januar y2012　第2期总第252期Inner M o ngo lia Science T echnolo gy&Economy N o.2T o tal N o.252电子显微镜技术在生物医学领域的应用X 孙计桃 (内蒙古医学院基础医学院电镜中心,内蒙古呼和浩特　010059) 摘　要:电子显微镜在临床研究和疾病诊断中作出了巨大的贡献,并不断开辟着生物医学研究的新领域,主要从细胞、亚细胞的形态结构上阐明疾病的发生、发展及转归规律,丰富了传统病理学的知识。 通过对亚细胞结构和病原体的观察,可以诊断一些肿瘤疾病、心血管疾病、肝病、肾病、血液疾病、细菌、病毒、寄生虫疾病等。随着电镜技术的不断改进以及与多种研究手段相结合,电子显微镜将在生物医学领域应用会更加广泛。 关键词:电子显微镜;临床研究;疾病诊断;应用 中图分类号:T N16∶R318 文献标识码:A 文章编号:1007—6921(2012)02—0127—02 电子显微镜包括扫描电子显微镜和透射电子显微镜两种类型,利用透射电子显微镜可以观察样品内部超微结构,利用扫描电子显微镜可以观察样品表面形貌,立体感强,在生物医学领域应用较多的是透射电子显微镜。透射电子显微镜的发明为人类在医学科学研究领域做出了巨大的贡献,早在20世纪40年代电子显微镜就在医学上开始发挥其作用,在病毒学、细胞生物学、组织学、病理学、分子生物学及分子病理学都有应用[1-2]。笔者参考相关文献对电子显微镜技术在肿瘤诊断、病毒和病毒性疾病、系统性疾病等研究领域的应用做一概述,说明其是现代临床研究和疾病诊断中不可缺少的重要工具之一。1　电子显微镜技术在医学领域应用特点 随着科学技术的发展,电子显微镜放大倍数已从第一台电镜的十几倍提高到现在的百万倍,因此在生物医学领域利用高性能的电子显微镜观察细胞中各种细胞器正常的和病理的超微结构,诸如内质网、线粒体、高尔基体、溶酶体、细胞骨架系统等,对探明病因和治疗疾病有很大帮助。通过研究细胞结构和功能的关系,也可以研究细胞的通讯与运输、分裂与分化、增殖与调控等生命活动的规律,电子显微镜也可结合各种制样技术观察病毒、细菌、支原体、生物大分子等的超微结构,是现代生物医学研究不可替代的工具。 2　电子显微镜技术在肿瘤诊断中的应用 电子显微镜技术的应用是建立在光学显微镜的基础之上的,光学显微镜的分辨率为0.2L m,透射电子显微镜的分辨率为0.2nm,也就是说透射电子显微镜在光学显微镜的基础上放大了1000倍。因此,透射电子显微镜突破了光学显微镜分辨率低的限制,成为了诊断疑难肿瘤的一种新的工具。有研究报道,无色素性肿瘤、嗜酸细胞瘤、肌原性肿瘤、软组织腺泡状肉瘤及神经内分泌肿瘤这些在光镜很难明确诊断的肿瘤,利用电镜可以明确诊断[3-5]。 电镜主要是通过对超微结构的精细观察,寻找组织细胞的分化标记,确诊和鉴别相应的肿瘤类型。细胞凋亡与肿瘤有着密切的关系,电镜对细胞凋亡的研究起着重要的作用,因此利用电镜观察细胞的超微结构病理变化和细胞凋亡情况,将为肿瘤的诊断和治疗提供科学依据。 3　电子显微镜技术在肿瘤鉴别诊断中的应用透射电子显微镜观察的是组织细胞、生物大分子、病毒、细菌等结构,能够观察到不同病的病理结构,也可以鉴别一些肿瘤疾病,有研究报道电子显微镜技术通过超微结构观察可以区分癌、黑色素瘤和肉瘤以及腺癌和间皮瘤;可区别胸腺瘤、胸腺类癌、恶性淋巴瘤和生殖细胞瘤;可区别神经母细胞瘤、胚胎性横纹肌瘤、Ew ing氏肉瘤、恶性淋巴瘤和小细胞癌;可区别纤维肉瘤、恶性纤维组织细胞瘤、平滑肌肉瘤和恶性神经鞘瘤以及区别梭形细胞癌和癌肉瘤(杨光华,1992)[6-10]　。 4　电镜在肾活检病理诊断中应用 肾穿活检对了解疾病发生、发展及选择治疗方法是十分重要的,可以提高诊断的准确性。目前采用的方法有免疫组化和电子显微镜检查,电子显微镜检查可以弥补光学显微镜分辨率不高的缺陷,可观察到光镜所看不到的成分的超微结构病理变化,特别是上皮细胞、系膜、肌膜细胞和间质的改变,确定有无电子致密物沉着及其沉着部位。Sieg el等曾报道,经对213例肾病活检资料分析,发现有11%的病例需要用电镜作出正确诊断,有36%病例肾的超微结构改变对光镜诊断提供确诊或亚分类,如遗传性肾炎,此病肾小球的组织学特征无特殊改变,唯电镜检查才能作出准确诊断[11]。 5　电镜在代谢性疾病诊断中的应用 随着科学技术的进步,电镜的应用越来越广泛,已有研究报道,电镜在肝脏代谢性疾病、软组织系统疾病诊断中的作用值得肯定。Mierau等(1997)认为 ? 127 ? X收稿日期:2011-12-25

扫描电子显微镜在精密及超精密加工中的应用

现代理化分析读书报告 ------扫描电子显微镜在精密及超精密加工中的应用 一、前言 通过现代理化分析这门课，我学到了很多理论知识，受益匪浅。这些理论知识和我所在研究方向—精密及超密超精密加工有着紧密的联系，可以直接指导我今后的学习与研究，也就是能够做到很好的学以致用，以下我就结合现代理化分析中的扫描电镜在精密及超精密加工中的应用来总结一下学习感想。文章分为三个部分，首先是介绍扫描电子显微镜，其次是介绍精密与超精密加工，最后是介绍前者在后者中的具体应用。 二、扫描电子显微镜 1．扫描电子显微镜的工作原理 扫描电子显微镜（scanning electron microscope）又简称SEM, 是依靠电子与物质的相互作用成像，得到物体表面放大后的图像。扫描电镜工作时会用极狭窄的电子束去扫描样品，当一束高能的入射电子轰击物质表面时，被激发的区域将产生二次电子、俄歇电子、特征x射线和连续谱X射线、背散射电子、透射电子，以及在可见、紫外、红外光区域产生的电磁辐射，其中主要是样品的二次电子发射。二次电子能够产生样品表面放大的形貌像，这个像是在样品被扫描时按时序建立起来的，即使用逐点成像的方法获得放大像。 2．扫描电子显微镜的组成部分 扫描电子显微镜由三大部分组成：真空系统，电子束系统以及成像系统。每个部分都有其相应的作用。 1) 真空系统 真空系统主要包括真空泵和真空柱两部分。其中真空柱是一个密封的柱形容器，而真空泵用来在真空柱内产生真空。真空泵有机械泵、油扩散泵以及涡轮分子泵三大类，机械泵加油扩散泵的组合可以满足配置钨枪的SEM的真空要求，但对于装置了场致发射枪或六硼化镧枪的SEM,则需要机械泵加涡轮分子泵的组合。成像系统和电子束系统均内置在真空柱中。真空柱底端即为密封室，用于放置样品。之所以要用真空，主要基于以下两点原因：电子束系统中的灯丝在普通大气中会迅速氧化而失效，所以除了在使用SEM时需要用真空以外，平时还需要以纯氮气或惰性气体充满整个真空柱。 2）电子束系统 电子束系统由电子枪和电磁透镜两部分组成，主要用于产生一束能量分布极窄的、电子能量确定的电子束用以扫描成像。电子枪用于产生电子，主要有两大类，共三种。一类是利用场致发射效应产生电子，称为场致发射电子枪。这种电子枪极其昂贵，在十万美元以上，且需要极高真空。另一类则是利用热发射效应产生电子，有钨枪和六硼化镧枪两种。

透射电子显微镜及其应用

透射电子显微镜及其应用 读书报告 姓名：孙家宝 学号：DG1022076 电子科学与工程学院 2020年1月21日

目录 第一章透射电子显微镜 (1) 1.1 透射电子显微镜的结构 (1) 1.1.1．电子光学部分 (1) 1.1.2．真空系统 (3) 1.1.3．供电控制系统 (4) 1.2 透射电子显微镜主要的性能参数 (4) 1.2.1 分辨率 (4) 1.2.2 放大倍数 (4) 1.2.3 加速电压 (5) 1.3 透射电镜的成像原理 (5) 1.3.1 透射电镜的成像方式 (5) 1.3.2 衬度理论 (6) 1.4 透射电镜的电子衍射花样 (6) 1.4.1 电子衍射花样 (6) 1.4.2电子衍射与X射线衍射相比的优点 (7) 1.4.3电子衍射与X射线衍射相比的不足之处 (7) 1.4.4选区电子衍射 (7) 1.4.5常见的几种衍射图谱 (8) 1.4.6单晶电子衍射花样的标定 (8) 第二章透射电子显微镜分析样品制备 (10) 2.1 透射电镜复型技术（间接样品） (10) 2.1.1塑料——碳二级复型 (10) 2.1.1萃取复型（半直接样品） (11) 2.2 金属薄膜样品的制备 (11) 1.2 电子显微镜中的电光学问题 (13) 1.2.1 电子射线（束）的特性 (13)

第一章 透射电子显微镜 1.1 透射电子显微镜的结构 透射电子显微镜（TEM ）是观察和分析材料的形貌、组织和结构的有效工具。TEM 用聚焦电子束作照明源，使用对电子束透明的薄膜试样，以透过试样的透射电子束或衍射电子束所形成的图像来分析试样内部的显微组织结构。图1.1（a ）（b ）是两种典型的透射电镜的实物照片。透射电子显微镜的光路原理图如图1.2所示。 透射电镜一般是由电子光学部分、真空系统和供电系统三大部分组成。 1.1.1．电子光学部分 (a) Philips CM12透射电镜 (b) JEM-2010透射电镜 图1.1 透射电子显微镜 图1.2透射电子显微镜的光路原理图 图1.3透射电镜电子光学部分示意图

扫描电子显微镜基本原理和应用

扫描电子显微镜的基本原理和结构 下图为扫描电子显微镜的原理结构示意图。由三极电子枪发出的电子束经栅极静电聚焦后成为直径为50mm的电光源。在2-30KV的加速电压下，经过2-3个电磁透镜所组成的电子光学系统，电子束会聚成孔径角较小，束斑为5-10m m的电子束，并在试样表面聚焦。末级透镜上边装有扫描线圈，在它的作用下，电子束在试样表面扫描。高能电子束与样品物质相互作用产生二次电子，背反射电子，X射线等信号。这些信号分别被不同的接收器接收，经放大后用来调制荧光屏的亮度。由于经过扫描线圈上的电流与显象管相应偏转线圈上的电流同步，因此，试样表面任意点发射的信号与显象管荧光屏上相应的亮点一一对应。也就是说，电子束打到试样上一点时，在荧光屏上就有一亮点与之对应，其亮度与激发后的电子能量成正比。换言之，扫描电镜是采用逐点成像的图像分解法进行的。光点成像的顺序是从左上方开始到右下方，直到最後一行右下方的像元扫描完毕就算完成一帧图像。这种扫描方式叫做光栅扫描。 扫描电镜由电子光学系统，信号收集及显示系统，真空系统及电源系统组成。 1 电子光学系统 电子光学系统由电子枪，电磁透镜，扫描线圈和样品室等部件组成。其作用是用来获得扫描电子束，作为产生物理信号的激发源。为了获得较高的信号强度和图像分辨率，扫描电子束应具有较高的亮度和尽可能小的束斑直径。 <1>电子枪： 其作用是利用阴极与阳极灯丝间的高压产生高能量的电子束。目前大多数扫描电镜采用热阴极电子枪。其优点是灯丝价格较便宜，对真空度要求不高，缺点是钨丝热电子发射效率低，发射源直径较大，即使经过二级或三级聚光镜，在样品表面上的电子束斑直径也在5-7nm，因此仪器分辨率受到限制。现在，高等级扫描电镜采用六硼化镧（LaB6）或场发射电子枪，使二次电子像的分辨率达到2nm。但这种电子枪要求很高的真空度。 扫描电子显微镜的原理和结构示意图

电子显微镜技术

显微分析技术 摘要：透射电子显微镜、扫描电子显微镜以及扫描探针显微镜已经成为了分析纳米材料的重要手段之一。本文简要的介绍了透射电子显微镜、扫描电子显微镜以及扫描探针显微镜的发展以及应用。 引言 纳米科技是在20世纪80年代后才逐渐发展起来的前沿性、交叉性的新型科学领域，纳米材料的性能与其微观结构有着重要的关系，因此，纳米材料微观结构的表征对于认识纳米材料，推动纳米材料的应用有着深远的意义。 自16世纪出现了光学显微镜以后，把正常人眼睛仅能分辨约0.2mm 细节的能力，延伸到可以看细菌和微生物。20世纪30年代，科学家利用电子源制造出了扫描电子显微镜，其分辨率远远超出了光学显微镜。1932年M.Knoll和E.Ruska 研制出了第一台透射电子显微镜实验装置(TEM)，1938年,V on.Ardence将扫描线圈加到透射电子显微镜上（TEM），制成了第一台扫描透射电子显微镜（STEM），放大倍数8000X，分辨率在500～1000 ?之间直到1952年，C.W.Qatley 和McMullan 在剑桥（Cambridge ）制成了第一台现代的SEM，分辨率达到500?，很大程度的提高了人类认识微观世界的能力。但是，后来人们发现，当显微镜的放大率提高到1000-1500倍时，受光的衍射效应影响，图像将变得不再清晰。1982年国际商业机器公司苏黎世实验室的葛·宾尼(Gerd Binnig)博士和海·洛雷尔(Heimich Rohrer)博士及其同事们共同研制成功了世界第一台新型的表面分析仪器——扫描隧道显微镜（简称STM）。它的出现使人类第一次能够实时的观察单个原子在物质表面的排列状态和表面电子行为有关的物理、化学性质，为科学家提供了一种前所未有的直接观察单原子、单分子的手段，从而从根本上改变了人类对微观（纳米）世界的认识水平。STM的探针是由针尖与样品之间的隧道电流的变化决定的，因此要求样品表面能够导电，从而使得STM只能直接观察导体和半导体的表面结构对于非导电的物质则要求样品覆盖一层导电薄膜，但导电薄膜的粒度和均匀性难以保证，且导电薄膜掩盖了物质表面的细节为了克服

新一代电子显微镜的发展趋势及应用

新一代电子显微镜的发展趋势及应用 特点 微观结构专业组 新一代电子显微镜的发展趋势及应用特点 一、高性能场发射枪电子显微镜日趋普及和应用。 场发射枪透射电镜能够提供高亮度、高相干性的电子光源。因而能在原子--纳米尺度上对材料的原子排列和种类进行综合分析。九十年代中期，全世界只有几十台；现在已猛增至上千台。我国目前也有上百台以上场发射枪透射电子显微镜。 常规的热钨灯丝（电子）枪扫描电子显微镜，分辨率最高只能达到 3.0nm；新一代的场发射枪扫描电子显微镜，分辨率可以优于 1.0nm；超高分辨率的扫描电镜，其分辨率高达0.5nm-0.4nm。其中环境描电子显微镜可以做到：真正的“环境”条件，样品可在100%的湿度条件下观察；生物样品和非导电样品不要镀膜，可以直接上机进行动态的观察和分析；可以“一机三用”。高真空、低真空和“环境”三种工作模式。 二、努力发展新一代单色器、球差校正器，以进一步提高电子显微镜的分辨率。 球差系数:常规的透射电镜的球差系数Cs约为mm级；现在的透射电镜的球差系数已降低到Cs<0.05mm.色差系数:常规的透射电镜的色差系数约为0.7；现在的透射电镜的色差系数已减小到0.1。 场发射透射电镜、STEM技术、能量过滤电镜已经成为材料科学研究,甚至生物医学必不可少的分析手段和工具. 物镜球差校正器把场发射透射电镜分辨率提高到信息分辨率.即从0.19nm 提高到0.12nm甚至于小于0.1nm.

利用单色器，能量分辨率将小于0.1eV.但单色器的束流只有不加单色器时的十分之一左右.因此利用单色器的同时,也要同时考虑单色器的束流的减少问题。 聚光镜球差校正器把STEM的分辨率提高到小于0.1nm的同时,聚光镜球差校正器把束流提高了至少10倍,非常有利于提高空间分辨率。 在球差校正的同时，色差大约增大了30%左右.因此,校正球差的同时,也要同时考虑校正色差. 三、电子显微镜分析工作迈向计算机化和网络化。 在仪器设备方面，目前扫描电镜的操作系统已经使用了全新的操作界面。用户只须按动鼠标，就可以实现电镜镜筒和电气部分的控制以及各类参数的自动记忆和调节。 不同地区之间,可以通过网络系统，演示如样品的移动，成像模式的改变,电镜参数的调整等。以实现对电镜的遥控作用. 四、电子显微镜在纳米材料研究中的重要应用。由于电子显微镜的分析精度逼近原子尺度，所以利用场发射枪透射电镜，用直径为0.13nm的电子束，不仅可以采集到单个原子的Z-衬度像，而且还可采集到单个原子的电子能量损失谱。即电子显微镜可以在原子尺度上可同时获得材料的原子和电子结构信息。观察样品中的单个原子像，始终是科学界长期追求的目标。一个原子的直径约为1千万分之 2-3mm。所以，要分辩出每个原子的位置，需要0.1nm左右的分辨率的电镜，并把它放大约1千万倍才行。人们预测，当材料的尺度减少到纳米尺度时，其材料的光、电等物理性质和力学性质可能具有独特性。因此，纳米颗粒、纳米管、纳米丝等纳米材料的制备，以 及其结构与性能之间关系的研究成为人们十分关注的研究热点。 利用电子显微镜，一般要在200KV

透射电子显微镜及其应用

透射电子显微镜及其应用

透射电子显微镜及其应用 读书报告 姓名：孙家宝 学号：DG1022076 电子科学与工程学院 2020年4月4日

目录 第一章透射电子显微镜1 1.1 透射电子显微镜的结构 (1) 1.1.1．电子光学部分 (2) 1.1.2．真空系统 (5) 1.1.3．供电控制系统 (5) 1.2 透射电子显微镜主要的性能参数 (5) 1.2.1 分辨率 (5) 1.2.2 放大倍数 (6) 1.2.3 加速电压 (7) 1.3 透射电镜的成像原理 (7) 1.3.1 透射电镜的成像方式 (7) 1.3.2 衬度理论 (8) 1.4 透射电镜的电子衍射花样 (9) 1.4.1 电子衍射花样 (9) 1.4.2电子衍射与X射线衍射相比的优点 10 1.4.3电子衍射与X射线衍射相比的不足之处 (10)

1.4.4选区电子衍射 (11) 1.4.5常见的几种衍射图谱 (12) 1.4.6单晶电子衍射花样的标定 (13) 第二章透射电子显微镜分析样品制备 15 2.1 透射电镜复型技术（间接样品） (15) 2.1.1塑料——碳二级复型 (15) 2.1.1萃取复型（半直接样品） (16) 2.2 金属薄膜样品的制备 (17) 1.2 电子显微镜中的电光学问题 (19) 1.2.1 电子射线（束）的特性 (20)

第一章 透射电子显微镜 1.1 透射电子显微镜的结构 透射电子显微镜（TEM ）是观察和分析材料的形貌、组织和结构的有效工具。TEM 用聚焦电子束作照明源，使用对电子束透明的薄膜试样，以透过试样的透射电子束或衍射电子束所形成的图像来分析试样内部的显微组织结构。图1.1（a ）（b ）是两种典型的透射电镜的实物照片。透射电子显微镜的光路原理图如图1.2所示。 (a) Philips CM12(b) JEM-2010图 1.1 透射电

2020年智慧树知道网课《生物电镜原理与技术》课后章节测试满分答案

第一章测试1 【单选题】(10分)人眼的平均分辨率为 A. 0.2μm B. 0.4mm C. 0.3mm D. 0.4μm E. 0.2mm 2 【单选题】(10分)电子枪产生的电子是 A. 弹性散射电子 B. 透射电子 C. 二次电子 D. 入射电子 E.

特征x射线 3 【单选题】(10分) 下面哪种电镜可以在观察结构的同时，对组织细胞内的元素成分进行分析 A. 扫描电镜 B. 扫描隧道显微镜 C. 透射电镜 D. 分析电镜 E. 冷冻电镜 4 【单选题】(10分) 世界上第一台电子显微镜是哪年出现的 A. 1924年 B. 1930年 C. 1935年

D. 1945年 E. 1932年 5 【单选题】(10分) 在样品的表面产生，产额与样品表面的凹凸程度有关的是 A. 入射电子 B. 特征x射线 C. 透射电子 D. 二次电子 E. 弹性散射电子 6 【单选题】(10分) 科学家们利用哪种电镜在金属镍表面上用35个惰性气体原子组成了IBM三个字母 A. 透射电镜 B.

扫描隧道显微镜 C. 分析电镜 D. 扫描电镜 E. 原子力显微镜 7 【单选题】(10分) 哪种电镜能够将活的生物分子进行冷冻，使分子机制可以图像化描述 A. 分析电镜 B. 透射电镜 C. 扫描电镜 D. 扫描隧道显微镜 E. 冷冻电镜 8 【多选题】(10分) 透射电镜可用于

A. 观察各种细胞器的超微结构 B. 用于观察细菌、病毒的超微结构 C. 观察组织细胞的超微结构病变 D. 用于核酸和蛋白质超微结构的研究 E. 观察组织细胞的正常超微结构 9 【判断题】(10分) 电磁透镜包括静电透镜和磁透镜 A. 对 B. 错 10 【判断题】(10分) 分辨率是指人眼或光学仪器观察和分辨物体最小细节的能力 A. 对 B.

电子显微分析技术及应用

电子显微分析技术及应用 材料测试技术是材料科学与工程研究以及应用的重要手段和方法,目的就是要了解、获知材料的成分、组织结构、性能以及它们之间的关系,即材料的基本性质和基本规律。同时为发展新型材料提供新途径、新方法或新流程。在现代制造业中,测试技术具有非常重要的地位和作用。材料的组织形貌观察,主要是依靠显微镜技术,光学显微镜是在微米尺度上观察材料的组织及方法，电子显微分析技术则可以实现纳米级的观察。透射电子显微镜、扫描电子显微镜和电子探针仪等已成为从生物材料、高分子材料到金属材料的广阔范围内进行表面分析的不可缺少的工具。下面将主要介绍其原理及应用。 1.透射电子显微镜（TEM） a）透射电子显微镜 b)透射光学显微镜 图1：透射显微镜构造原理和光路 透射电子显微镜(TEM)是一种现代综合性大型分析仪器，在现代科学、技术的研究、开发工作中被广泛地使用。 所谓电子显微镜是以电子束为照明光源的显微镜。由于电子束在外部磁场或电场的作用下可以发生弯曲，形成类似于可见光通过玻璃时的折射现象，所以我们就可以利用这一物理效应制造出电子束的“透镜”，从而开发出电子显微镜。而作为透射电子显微镜(TEM)其特点在于我们是利用透过样品的电子束来成像，这一点有别于扫描电子显微镜。由于电子波的波长大大小于可见光的波长(100kV的电子波的波长为0．0037nm，而紫光的波长为400nm)，根据

光学理论，我们可以预期电子显微镜的分辨本领应大大优于光学显微镜。 图l是现代TEM构造原理和光路。可以看出TEM的镜筒(Column)主要有三部分所构成：(1)照明系统，即电子枪；(2)成像系统，主要包括聚光镜、物镜、中间镜和投影镜；(3)观察系统。 通过TEM中的荧光屏，我们可以直接几乎瞬时观察到样品的图像或衍射花样。我们可以一边观察，一边改变样品的位置及方向，从而找到我们感兴趣的区域和方向。在得到所需图像后，可以利用相机照相的方法把图像记录下来。现在新一代TEM也有的装备了数字记录系统，可以将图像直接记录到计算机中去，这样可以大大提高工作效率。 2.扫描电子显微镜（SEM） 下图为扫描电子显微镜的原理结构示意图。由三极电子枪发出的电子束经栅极静电聚焦后成为直径为50mm的电光源。在2-30KV的加速电压下，经过2-3个电磁透镜所组成的电子光学系统，电子束会聚成孔径角较小，束斑为5-10m m的电子束，并在试样表面聚焦。末级透镜上边装有扫描线圈，在它的作用下，电子束在试样表面扫描。高能电子束与样品物质相互作用产生二次电子，背反射电子，X射线等信号。这些信号分别被不同的接收器接收，经放大后用来调制荧光屏的亮度。由于经过扫描线圈上的电流与显象管相应偏转线圈上的电流同步，因此，试样表面任意点发射的信号与显象管荧光屏上相应的亮点一一对应。也就是说，电子束打到试样上一点时，在荧光屏上就有一亮点与之对应，其亮度与激发后的电子能量成正比。换言之，扫描电镜是采用逐点成像的图像分解法进行的。光点成像的顺序是从左上方开始到右下方，直到最後一行右下方的像元扫描完毕就算完成一帧图像。这种扫描方式叫做光栅扫描。 图2：扫描电子显微镜的原理和结构示意图

电子显微镜及其应用课程体会

电子显微镜及其应用课程体会 应化1007班刘洋2010016197 由于是本身是应用化学专业的原因，我们从前只是听过电子显微镜，但是对其并没有太多的了解。但经过本次的电子显微镜及其应用的相关课程，我了解到了很多关于电子显微镜的专业知识，提高了我对仪器分析技术进展的认识，开阔了视野，并认识到要在今后的学习甚至工作中不断丰富自己的专业知识，提高自身专业技能。 本次课程从五个方面对电子显微镜进行了介绍：概述—电子显微镜的发明和发展、透射电子显微镜（TEM）基本原理及其在材料研究中的应用、扫描电子显微镜（SEM）基本原理及其在材料研究中的应用、X射线微区分析（EDS）以及电子显微镜的多功能化。 一．概述—电子显微镜的发明和发展 1.发展历史 1926年汉斯?布什研制了第一个磁力电子透镜。 1931年厄恩斯特?卢斯卡和马克斯?克诺尔研制了第一台透视电子显微镜。展示这台显微镜时使用的还不是透视的样本，而是一个金属格。 1934年锇酸被提议用来加强图像的对比度。 1937年第一台扫描透射电子显微镜推出。一开始研制电子显微镜最主要的目的是显示在光学显微镜中无法分辨的病原体如病毒等。 1938年卢斯卡在西门子公司研制了第一台商业电子显微镜。 1949年可投射的金属薄片出现后材料学对电子显微镜的兴趣大增。 1960年代投射电子显微镜的加速电压越来越高来透视越来越厚的物质。这个时期电子显微镜达到了可以分辨原子的能力。 1980年代人们能够使用扫描电子显微镜观察湿样本。 1986年卢斯卡为此获得诺贝尔物理学奖。 1990年代中电脑越来越多地用来分析电子显微镜的图像，同时使用电脑也可以控制越来越复杂的透镜系统，同时电子显微镜的操作越来越简单。 2. 光学显微镜与电子显微镜比较

扫描电子显微镜(SEM)的应用

扫描电子显微镜的应用 1. 扫描电子显微镜概述 将电子束会聚成很小的探针在试样表面扫描，同时接收从试样表面发出的二次电子等信息，获得与入射电子探针位置同步的二维图像，这样的电子显微镜就称为扫描电子显微镜（SEM scanning electron microscope）,这种观察方法扫描电子显微方法（scanning electron microscopy）。现在SEM大都与能谱（EDS）组合，可以进行成分分析。 图1扫描电子显微镜成像示意图 扫描电子显微镜主要特点： （1）分辨能力较高，可达100?以下。 （2）放大倍数连续调节的范围大（20至200000倍），而且在高放大倍数下能够得到亮度较大的清晰图像。则有效放大率40000倍，如果选择高于40000倍的放大倍率，不会增加图像细节，只是虚放。 （3）景深大，视野大，图像具有立体感。景深大的图像立体感强，对粗糙不平的断口样品观察需要大景深的SEM。长工作距离、小物镜光阑、低放大倍率能得到大景深图像。一般情况下，SEM景深比透射电镜TEM大10倍，比光学显微镜大100倍。 （4）试样制备简单。样品通常不需要作任何处理即可以直接进行观察，所以不会由于制样原因而产生假象。这对断口的失效分析很重要。 （5）可在同一试样上进行形貌观察、微区成分分析和晶体学分析。现在许多SEM具有图像处理和图像分析功能。有的SEM加入附件后，能进行加热、冷却、拉伸及弯曲等动态过程的观察。 2. 扫描电子显微镜的功能 （1）形貌分析：观察各种材料试样的微观形貌。 （2）结构分析：观察各种材料试样的晶粒、晶界及其相互关系。 （3）断口分析：确定金属材料的断裂性质。 （4）晶粒度分析：确定试样的晶粒尺寸、晶粒度。 （5）定性分析：确定试验中可检测的元素名称。 （6）定量分析：确定试验中可检测的元素含量。

电镜技术在临床病理诊断中的应用

万方数据

万方数据

电镜技术在临床病理诊断中的应用 作者：张欠欠， 马莉， 王逢会， 米志宽 作者单位：延安大学医学院,716000 刊名： 中国医疗前沿 英文刊名：NATIONAL MEDICAL FRONTIERS OF CHINA 年，卷(期)：2011,06(4) 参考文献(5条) 1.Hass M A re-evaluation of routine electron microscopy in the examination of native renal biop sies 1997 2.Fischer EG;Moore MJ;Lager DJ Fabry disease:a morphologic study of 11 cases 2006(10) 3.Holm R;Farrants GW;Nesland JM Ultrastructural and electron immunohistochemical features of medullary thyroid carcinoma[外文期刊] 1989 4.王玉兰;郑晓刚;周晓军电镜在甲状腺髓样癌诊断中的应用价值 2003(03) 5.虞功清;张泉;邹伟民电镜在白血病诊断上的应用与研究 2004(09) 本文读者也读过(7条) 1.马卫军.刘胜.韩莉.赵淑敏透射电镜的使用与维护[期刊论文]-承德医学院学报2004,21(1) 2.颜永碧.陆月良.王英电镜技术在病理学诊断中的应用[期刊论文]-第二军医大学学报2003,24(6) 3.孟春梅.洪健应用免疫金标记电镜技术定位寄主细胞中的植物病毒[会议论文]-2007 4.崔元日.王玉国免疫组化技术结合透射电镜技术在肺低分化癌鉴别诊断中的应用[期刊论文]-中国伤残医学2008,16(5) 5.钟秀容.周琳瑛.陈文列.吴翊钦.林曦三种电镜技术在细胞紧密连接研究中的应用[期刊论文]-福建医科大学学报2002,36(1) 6.钟秀容.陈莲云.陈文列制备电镜超薄切片的技巧[期刊论文]-福建医科大学学报1999,33(2) 7.陶忠芬.江海东.李飞.路菊.可金星浅谈电镜技术实验教学的体会[期刊论文]-局解手术学杂志2009,18(5) 本文链接：https://www.sodocs.net/doc/c23904230.html,/Periodical_zgylqy201104037.aspx

扫描电镜技术及其在材料科学中的应用

扫描电镜在材料分析中的应用 摘要：随着科学技术的发展进步，人们不断需要从更高的微观层次观察、认识周围的物质世界。细胞、微生物等微米尺度的物体直接用肉眼观察不到，显微镜的发明解决了这个问题。目前，纳米科技成为研究热点，集成电路工艺加工的特征尺度进入深亚微米，所有这些更加微小的物体光学显微镜也观察不到，必须使用电子显微镜。电子显微镜可分为扫描电了显微镜简称扫描电镜(SEM)和透射电子显微镜简称透射电镜(TEM)两大类。本文主要介绍扫描电子显微镜工作原理、结构特点及其发展，阐述了扫描电子显微镜在材料科学领域中的应用。 关键词：电子显微镜；扫描电镜；材料；应用 引言: 自从1965年第一台商品扫描电镜问世以来，经过40多年的不断改进，扫描电镜的分辨率从第一台的25nm提高到现在的0.01nm，而且大多数扫描电镜都能通X射线波谱仪、X射线能谱仪等组合，成为一种对表面微观世界能过经行全面分析的多功能电子显微仪器。扫描电镜已成为各种科学领域和工业部门广泛应用的有力工具。从地学、生物学、医学、冶金、机械加工、材料、半导体制造、陶瓷品的检验等均大量应用扫描电镜作为研究手段。 在材料领域中，扫描电镜技术发挥着极其重要的作用，被广泛应用于各种材料的形态结构、界面状况、损伤机制及材料性能预测等方面的研究。利用扫描电镜可以直接研究晶体缺陷及其生产过程，可以观察金属材料内部原子的集结方式和它们的真实边界，也可以观察在不同条件下边界移动的方式，还可以检查晶体在表面机械加工中引起的损伤和辐射损伤等。 1.扫描电镜的原理 扫描电镜（Scanning Electron Microscope），简写为SEM，是一个复杂的系统，浓缩了电子光学技术、真空技术、精细机械结构以及现代计算机控制技术。 扫描电镜的基本工作过程如图1，用电子束在样品表面扫描，同时，阴极射线管内的电子束与样品表面的电子束同步扫描，将电子束在样品上激发的各种信号用探测器接收，并用它来调制显像管中扫描电子束的强度，在阴极射线管的屏幕上就得到了相应衬度的扫描电子显微像。电子束在样品表面扫描，与样品发生各种不同的相互作用，产生不同信号，获得的相应的显微像的意义也不一样。入射电子与试样相互作用产生图2所示的信息种类[1-4]。 这些信息的二维强度分布随试样表面的特征而变（这些特征有表面形貌、成分、晶体取向、电磁特性等），是将各种探测器收集到的信息按顺序、成比率地转换成视频信号，再传送到同步扫描的显像管并调制其亮度，就可以得到一个反应试样表面状况的扫描图如果将探测器接收到的信号进行数字化处理即转变成数字

扫描电子显微镜及其在材料科学中的应用

扫描电子显微镜及其在材料科学中的应用班级：12级材料物理姓名：王小辉学号：2 摘要：介绍了目前常被用于固体结构观测及其表征的主要仪器扫描电子显微镜（SEM）的简单概况和基本原理以及其在材料科学中的应用。 关键词：扫描电子显微镜原理材料科学应用 引言 无论是X射线衍射确定晶体的三维结构还是低能电子衍射确定晶体表面的二维结构，都是以原子的周期性排列为前提的。但是近年来学术界对于不具有周期性的局域性原子位置的结构表现出越来越浓厚的兴趣，而且这种局域性结构的线度又往往很小，常在微米以下甚至纳米级。显然，传统的衍射手段对此无能为力，而且光学显微镜由于分辨本领的限制也无法分辨尺度在100纳米数量级的局域性结构细节。至目前为止已发展出各种基于电子的发射和传播的显微方法。本文主要介绍了扫描电子显微镜和扫描隧穿显微镜的工作原理以及对固体材料形貌和结构观察方面的应用。 1.SEM简介 扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope,SEM）是介于透射电镜和光学显微镜之间的一种微观性貌观察手段，可直接利用样品表面材料的物质性能进行微观成像。扫描电镜的优点是，①有较高的放大倍数，20-20万倍之间连续可调；②有很大的景深，视野大，成像富有立体感，可直接观察各种试样凹凸不平表面的细微结构；③试样制备简单。目前的扫描电镜都配有X射线能谱仪装置，这样可以同时进行显微组织性貌的观察和微区成分分析，因此它是当今十分有用的科学研究仪器。扫描电镜如下图1。 图1扫描电子显微镜

2.原理 扫描电镜从原理上讲就是利用聚焦得非常细的高能电子束在试样上扫描，激发出各种物理信息。通过对这些信息的接受、放大和显示成像，获得试样表面性貌的观察。SEM是一个复杂的系统,浓缩了电子光学技术、真空技术、精细机械结构以及现代计算机控制技术.扫描电镜是在加速高压作用下将电子枪发射的电子经过多级电磁透镜汇集成细小的电子束.在试样表面进行扫描,激发出各种信息,通过对这些信息的接收、放大和显示成像,以便对试样表面进行分析.入射电子与试样相互作用产生如图1所示的信息种类。 图2 电子束探针照射试样产生的各种信息 这些信息的二维强度分布随试样表面的特征而变(这些特征有表面形貌、成分、晶体取向、电磁特性等),是将各种探测器收集到的信息按顺序、成比率地转换成视频信号,再传送到同步扫描的显像管并调制其亮度,就可以得到一个反应试样表面状况的扫描图.如果将探测器接收到的信号进行数字化处理即转变成数字信号,就可以由计算机做进一步的处理和存储.各信息如下表1。 收集信号类型功能 二次电子形貌观察 背散射电子成分分析 特征X射线成分分析 俄歇电子成分分析 表1 扫描电镜中主要信号及其功能

电子显微镜的最新技术和发展趋势

电子显微镜的最新技术和发展趋势分析 按照中心布置，在校图书馆电子文献库检索（电子显微镜的最新技术和发展）检索到相关文献，其中全国分析测试学会微观结构专业评议组新一代电子显微镜的发展趋势及应用特点和中科院电子显微镜实验室姚骏恩院士电子显微镜现状与展望；国家生物医学分析中心张德添教授为“2009中国科学仪器发展年会” 介绍了电镜的最新技术；主要电镜公司的产品简介整理如下： 一、高性能场发射枪电子显微镜日趋普及和应用。 场发射枪透射电镜能够提供高亮度、高相干性的电子光源。因而能在原子纳米尺度上对材料的原子排列和种类进行综合分析。九十年代中期，全世界只有几十台；现在已猛增至上千台。我国目前也有上百台以上场发射枪透射电子显微镜。常规的热钨灯丝（电子）枪扫描电子显微镜，分辨率最高只能达到 3.0nm；新一代的场发射枪扫描电子显微镜，分辨率可以优于1.0nm；超高分辨率的扫描电镜，其分辨率高达0.5nm-0.4nm。其中环境描电子显微镜可以做到：真正的“环境”条件，样品可在100%的湿度条件下观察；生物样品和非导电样品不要镀膜，可以直接上机进行动态的观察和分析；可以“一机三用”。高真空、低真空和“环境”三种工作模式。 二、努力发展新一代单色器、球差校正器，以进一步提高电子显微镜的分辨率 球差系数:常规的透射电镜的球差系数 Cs约为mm级；现在的透射电镜的球差系数已降低到 Cs<0.05mm.色差系数:常规的透射电镜的色差系数约为 0.7；现在的透射电镜的色差系数已减小到0.1。 场发射透射电镜、STEM技术、能量过滤电镜已经成为材料科学研究,甚至生物医学必不可少的分析手段和工具. 物镜球差校正器把场发射透射电镜分辨率提高到信息分辨率.即从0.19nm 提高到0.12nm甚至于小于0.08nm.

扫描电子显微镜在生产生活中的应用资料

研究生课程论文 《扫描电子显微镜在生产生活中的应用》 课程名称xxx 姓名xxx 学号xxx 专业机械制造及自动化 任课教师xxx 开课时间xxx 课程论文提交时间：2016 年 6 月27 日

扫描电子显微镜在生产生活中的应用 作者：xxx 学院：xxx年级：xxx学号：xxx 摘要：扫描电子显微镜是迄今为止，在物质结构的研究中能给出的信息最多，分辨本领最高的大型分析仪器。电镜已经在物理学,材料科学和生命科学等领域得到了广泛的应用。本文从扫描电子显微镜在人体形态学、刑事案件侦查技术、纺织品检测、粒度分析、纳米材料研究、植物分类学及矿物加工等领域中的应用，来探讨扫描电镜的应用前景。 关键词：物质结构；扫描电镜；粒度分析；应用前景 1 前言 电镜的产生要追溯到19世纪末的一系列科学发现。当时Abbe建立了显微镜分辨率的 理论,即认为用显微镜看不到比显微镜的光源波长还小的物体。从这个理论出发,人们意识 到用光学显微镜看不到原子。不过从另一方面看,Abbe的理论也指出了,如果能找到一个比 光波波长还短的光源,就能提高显微镜的分辨率。1924年是近代科学史上的新纪元。德布 罗意提出了波粒二重性的假说,并很快的为电子衍射的发现所证实。德国的布什又开创了电 磁透镜的理论。具备了上述两个条件,使人们产生了制作一个新型显微镜的想法,即用具有 波动性的电子做光源,再用电磁透镜来放大。1932年德国的Knon和Ruska制成了第一台电镜。1934年他们又把电镜的分辨率提高到500人,这是近代电镜的先导。Ruksa也因此得到 了1986年度诺贝尔物理奖的一半。1939年德国的西门子公司制造出第一台商品电镜。现在,一般的电镜的分辨率已达到原子分辨率的水平(2人)。已经使道尔顿和阿伏加德罗提出 的原子和分子的理论得到了直接的证实。今后的电镜,作为大型分析设备,除了提高分辨本 领之外,还要向操作自动化,多功能化方向发展,成为功能齐全,使用操作简单,给出的数据 可靠的大型仪器。我们可以看到,在众多种类的显微镜家族中,透射电镜(TEM)是最佳的一种。