透射电子显微镜 杨刚 2017年4月12日

透射电镜 TEM 联系方式 电话：65881267 手机：18936091419 安放地点：医学楼402幢2102室

原理 透射电子显微镜（Transmission electron microscope，缩写TEM）， 简称透射电镜，是把经加速和聚集的电子束投射到非常薄的样品上， 电子与样品中的原子碰撞而改变方向，从而产生立体角散射。散射角 的大小与样品的密度、厚度相关，因此可以形成明暗不同的影像，影 像将在放大、聚焦后在成像器件（如荧光屏、胶片、以及感光耦合组 件）上显示出来。

透射电镜的主要构成 一 电子光学系统 二 真空系统 三 电源系统 四 循环冷却水机

一 电子光学系统 电子光学系统（也称镜筒）是TEM的核心。它是由电子枪、6~8级电 磁透镜及其它光路元件围成的密闭圆筒。包括： 1电子枪 2聚光镜 3样品室 4物镜、中间镜和投影镜 5观察记录装置

1电子枪 electron gun 电子发射源，形成电子束并控制发射，形成高亮度高稳定度的照明电 子光源。 普通TEM均采用热发射式钨阴极电子枪，由阴极、栅极和阳极三电极 组成。 常用加速电压有75或80KV、100KV、200KV。 我们目前仪器（FEI 公司，Tecnai G2 Spirit BioTWIN）常用加速电压 为100KV和80KV 。

2聚光镜 condenser 电子枪发射电子，形成一个交叉点，聚光镜以这个交叉点作为初光源， 将它进一步会聚到样品上。 通过聚光镜调节样品上照明束斑的大小及改变照明亮度

3样品室 镜筒装有一个能迅速方便交换样品的台子，可以完成样品的旋转等实 验操作。一般为侧插入式。 样品室必须使样品处于极稳定的状态，极精确地与入射束垂直，同时 能够在垂直于入射束的平面上精确细微地水平移动。 样品室的气锁装置可以在不破坏镜筒真空的情况下更换样品。

4物镜(objective lens)、中间镜(intermediate lens)和投影镜（projector lens） 物镜、中间镜和投影镜以及物镜可调光阑、物镜消像散器等构成了 TEM镜筒的成像系统。 成像系统的主要作用是在约50~500000倍范围内改变倍率，在各种工 作模式下都可以获得清晰成像。

5观察记录装置 透射电子显微图在终屏上转化为可见光，电子感光板是常用的记录手 段之一。终屏的颜色一般选择人眼较敏感的绿色。 现在一般采用CCD相机记录图像，并储存于电脑中。输出一般采用光 盘刻录。本机CCD为Gatan公司的底装2k*2k相机。

二 真空系统 真空是TEM工作的首要和必备条件，否则将造成污染、放电、不能成 像以至关闭加速电压。 真空系统主要是由真空泵（机械泵、油扩散泵、离子泵）、真空阀、 真空管、真空密封件及真空检测器组成。

三 电源系统 为TEM提供稳定可靠的电源，并协调各单元之间的同步关系。 主要包括总电源稳压电路、高压及灯丝电路、透镜电路、真空电路、 照相电路、安全控制电路等等。

四 循环冷却水机 冷却各组电磁透镜线包，使透射电镜正常工作。 冷却油扩散泵，使油蒸气不断循环，使油扩散泵正常工作。 要求水压恒定，水温一般在10~20摄氏度。

FEI 公司 Tecnai G2 Spirit BioTWIN 主要规格及技术指标 1、分辨率：点分辨率：≤0.49nm、线分辨率：≤0.34nm； 2、加速电压范围：最高120KV，连续可调，最小步长50V； 3、放大倍数：22倍- 34万倍，连续放大； 钨灯丝亮度可以满足放大到10万 倍。再高倍数亮度会明显减弱. 4、样品台移动范围：X,Y ≥±1 mm；Z ≥±0.3 mm； 5、样品台回复精度：≤500nm(X/Y方向)和≤0.5°(Alpha 倾斜)； 6、样品区极限真空度: < 1.0×10-6 Pa，电子枪极限真空度<1.0×10-6Pa； 7、 数字化CCD照相系统像素：2096×2096像素； 8、一体化STEM系统，分辨率：5 nm； 9、一体化能谱仪(EDS)系统探测器：硅漂移SDD电子制冷探头； 10、 三维重构系统：具备TEM和STEM两种三维重构模式；

透射电镜的主要功能及应用 1 在材料科学方面的应用 金属、陶瓷、高分子等材料的形貌研究； 配有能谱仪，可进行微区成分分析，应用于物理、化学、材料等学科。 2 在生物医学方面的应用 生物医学、病理学、毒理学的的超微结构观察；

使用注意事项 1、严格在仪器管理员的指导下装卸样本和插拔样品杆。 2、样本制备要符合电镜样本制备要求。 3、在仪器管理员的指导下对电镜进行调节，操作时严禁粗暴和使用 蛮力。 4、样品观察内容及目的提前进行登记。 5、不接受测试磁性样品及其它易对电镜产生损害的样品。

材料科学方面 样品类型包括金属材料、金属基复合材料和陶瓷及陶瓷基复合材料的 薄膜样品，以及各种形状的纳米材料等。

常见组织与细胞超微结构观察 肝脏

肾脏 kidney

心脏

骨骼肌 skeletal muscle

突触

凋亡 apoptosis

透射电镜电脑基本操作界面图1

透射电镜电脑基本操作界面图2

透射电镜电脑基本操作界面图3

透射电镜电脑基本操作界面图4

能谱仪 能谱仪(EDS, Energy Dispersive Spectrometer) 是用来对材料微区成分元素种类与含量分析的仪器，配合扫描电子显 微镜与透射电子显微镜使用。

原理 各种元素具有自己的X射线特征波长，特征波长的大小则取决于能级 跃迁过程中释放出的特征能量△E，能谱仪就是利用不同元素X射线光 子特征能量不同这一特点来进行成分分析的。

主要操作界面图1

主要操作界面图2

主要操作界面图3

主要操作界面图4

主要操作界面图5

主要操作界面图6

主要操作界面图7

主要操作界面图8

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