Microscopie électronique à transmission (TEM)est un outil de recherche indispensable dans des domaines tels que la science des matériaux et la nanotechnologie. Pour les chercheurs qui sont nouveaux dans TEM, la compréhension de ses principes et opérations fondamentales est crucial pour une utilisation efficace de cet équipement. Le test TEM se concentre principalement sur les caractéristiques de microstructure des matériaux, y compris la distribution des éléments, la composition de phase, les défauts cristallins, etc. Grâce à TEM, les chercheurs peuvent mieux comprendre la structure interne des matériaux, évaluant ainsi leurs propriétés et applications potentielles.
Par rapport à d'autres instruments analytiques tels que les spectromètres, les diffractomètres aux rayons X, etc., le plus grand avantage de TEM est sa résolution spatiale ultra-élevée. TEM peut non seulement détecter la composition élémentaire des matériaux, mais également analyser la structure cristalline au niveau atomique, atteignant l'observation in situ. Cette capacité fait de TEM un outil irremplaçable dans la recherche à l'échelle nanométrique. En tant qu'établissement de tests et d'analyse tiers qui fournit des services de test, d'identification, de certification et de recherche et développement, le laboratoire Jinjian a non seulement une équipe technique professionnelle, mais est également équipé d'un équipement de test avancé pour vous fournir des services de test TEM précis.
La raison pour laquelle TEM peut atteindre une résolution élevée au niveau atomique est qu'elle utilise un faisceau d'électrons à grande vitesse avec une longueur d'onde extrêmement courte comme source d'éclairage. La résolution des microscopes optiques ordinaires est limitée par la longueur d'onde du faisceau d'éclairage, tandis que la longueur d'onde du faisceau d'électrons est beaucoup plus courte que la lumière visible, de sorte que la résolution de TEM est beaucoup plus élevée que celle des microscopes traditionnels. De plus, la dualité des particules d'onde des faisceaux d'électrons permet à TEM d'atteindre l'imagerie au niveau atomique des matériaux.
La baseStructure et fonction de TEM
La structure de base de TEM comprend des composants clés tels que le pistolet électronique, le condenseur, l'étape d'échantillonnage, l'objectif objectif, le miroir intermédiaire et le miroir de projection. Le pistolet électronique génère un faisceau d'électrons à grande vitesse, qui est focalisé par une lentille du condenseur. L'étape de l'échantillon transporte et positionne précisément l'échantillon, et la lentille objective et le miroir intermédiaire agrandissent encore l'image de l'échantillon. Le miroir de projection projette l'image agrandie sur un écran ou un détecteur fluorescent. Le travail collaboratif de ces composants permet à TEM d'obtenir une imagerie élevée et une analyse des échantillons.
TEM a principalement trois modes de travail: le mode d'imagerie d'agrandissement, le mode de diffraction des électrons et le mode de transmission de balayage (tige). En mode d'imagerie d'agrandissement, TEM est similaire aux microscopes optiques traditionnels pour obtenir l'image morphologique de l'échantillon; En mode diffraction électronique, TEM capture le modèle de diffraction de l'échantillon, reflétant sa structure cristalline; En mode STEM, TEM scanne le point par point d'échantillon en concentrant le faisceau d'électrons et recueille des signaux avec un détecteur pour obtenir une imagerie à résolution plus élevée.
Différences dans l'imagerie TEM: image de champ brillant, image de champ sombre, image de champ sombre central
Image de champ brillant: permet uniquement au faisceau transmis de passer à travers l'ouverture objective pour l'imagerie, affichant la structure globale de l'échantillon.
Image du champ sombre et Image centrale du champ sombre: les faisceaux de diffraction spécifiques passent à travers l'ouverture objective, et l'image centrale du champ sombre met l'accent sur l'imagerie du faisceau de diffraction le long de la direction de l'axe de transmission, généralement avec une meilleure qualité d'imagerie.
Les aberrations de TEM sont les principaux facteurs limitant la résolution des microscopes électroniques, notamment l'aberration sphérique, l'aberration chromatique et l'astigmatisme. L'aberration sphérique est causée par la différence de puissance de réfraction des électrons dans les régions centrales et de bord d'une lentille magnétique, l'aberration chromatique est due à la dispersion de l'énergie électronique et l'astigmatisme est causé par la nature non axisymétrique du champ magnétique. La différence de diffraction est causée par l'effet de diffraction de Fraunhofer à l'ouverture.
Type de contraste de TEM
Le contraste de TEM est causé par la diffusion générée par l'interaction entre les électrons et la matière, y compris le contraste d'épaisseur, le contraste de diffraction, le contraste de phase et le contraste Z. Contraste d'épaisseur: reflétant les caractéristiques de surface et les caractéristiques morphologiques de l'échantillon, causées par les différences de nombre atomique et d'épaisseur de différentes micro régions de l'échantillon. Contraste de diffraction: En raison des différentes orientations cristallographiques au sein de l'échantillon, qui sont conformes aux différentes conditions de Bragg, l'intensité de diffraction varie d'un endroit à l'autre. Contraste de phase: Lorsque l'échantillon est suffisamment mince, la différence de phase de l'onde du faisceau d'électrons pénétrant, l'échantillon produit du contraste, ce qui convient à l'imagerie haute résolution. Contraste Z: En mode STEM, la luminosité de l'image est proportionnelle au carré du nombre atomique et convient à l'observation de la distribution des éléments. En maîtrisant ces connaissances fondamentales, les utilisateurs de TEM peuvent utiliser plus efficacement cet outil d'analyse de microstructure des matériaux.
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