透射電鏡快速入門

　在一些實驗中，需要觀察在普通的光學顯微鏡中無法看清的細微結構，那么就需要透射電子顯微鏡，透射電子顯微鏡是以波長更短的光源去提高顯微鏡的分辨率，以便更好的觀察。那么透射電鏡到底是怎么實現的呢？
 

　　關于透射電子顯微鏡
 

　　簡稱透射電鏡，是把經加速和聚集的電子束投射到非常薄的樣品上，電子與樣品中的原子碰撞而改變方向，從而產生立體角散射。散射角的大小與樣品的密度、厚度相關，因此可以形成明暗不同的影像，影像將在放大、聚焦后在成像器件(如熒光屏、膠片、以及感光耦合組件)上顯示出來。
 

　　透射電鏡的結構
 

　　透射電鏡結構主要分為真空系統、樣品臺、電子槍、電子透鏡以及光圈孔徑。

　　真空系統：真空系統的作用有兩方面，一方面可以在陰極和地之間加以很高的電壓，而不會將空氣擊穿產生電弧，另一方面可以將電子和空氣原子的撞擊頻率減小到可以忽略的量級。

　　樣品臺：樣品臺的設計包括氣閘以允許將樣品夾具插入真空中而盡量不影響顯微鏡其它區域的氣壓。樣品夾具適合夾持標準大小的網格，而樣品則放置在網格之上，或者直接夾持能夠自我支撐的樣品。

　　電子槍：電子槍由若干基本元件組成：燈絲，偏置電路，韋乃特陰極，還有陽極。通過將燈絲和負電壓電源相連，電子可以通過電子槍泵往陽極，并射入TEM的真空腔，從而完成整個回路。

　　電子透鏡：電子透鏡對電子束的作用類似于光學透鏡對光線的作用，它可以將平行的電子束聚集在固定的焦點。透鏡可以使用靜電效應，也可以使用磁效應。TEM中使用的電子透鏡大多數都使用了電磁線圈以產生凸透鏡的作用。這些透鏡產生的場必須是徑向對稱的，否則，磁場透鏡將會產生散光等失真現象，同時會使球面像差與色差惡化。

　　光圈孔徑：光圈是環形的金屬圓盤，距離光軸超過一定距離的電子將無法通過光圈。這個元件包含的小圓盤厚度足以阻止電子穿過，而中央的電子則可以從空洞穿過。
 

　　透射電子顯微鏡的應用
 

　　透射電子顯微鏡在材料科學、生物學上應用較多。由于電子易散射或被物體吸收，故穿透力低，樣品的密度、厚度等都會影響到后的成像質量，必須制備更薄的超薄切片，通常為50～100nm。所以用透射電子顯微鏡觀察時的樣品需要處理得很薄。常用的方法有：超薄切片法、冷凍超薄切片法、冷凍蝕刻法、冷凍斷裂法等。對于液體樣品，通常是掛預處理過的銅網上進行觀察。