什么是透射电子显微镜？
透射电子显微镜是一种测量设备，可以观察样品的内部结构。
这是一种电子显微镜，通过照射电子束观察超薄样品内部，以检测穿透样品的透射电子和散射电子。 它被广泛应用于材料工程和生物化学等多个领域，因为它能够以光学显微镜无法实现的高倍率观察样品内部结构。 （英文：透射电子显微镜（TEM））
透射电子显微镜的应用
透射电子显微镜用于以数百~百万倍的放大倍率观察样品内部结构。
从对整个单元格在数十微米水平的观察中，Å （1Å（埃）=10-10m）级别。 它可用于观察各种物体，如半导体和陶瓷等多种材料的结构分析，以及细胞和细菌等生物样品的结构分析。 通过调整透镜系统可以获得多种信息，比如通过调整透镜系统观察电子衍射图样，以及通过附加额外光谱仪进行元素分析和状态分析。 与扫描透射电子显微镜（STEM）不同，它可以一次性获取图像数据，因此也可以用于观察结构随时间的变化。
透射电子显微镜原理
透射电子显微镜的原理是用加速电子照射样品，并通过检测穿透样品的电子来观察样品内部状态。 虽然结构类似于光学显微镜，但所用光源是电子束而非可见光，因此样品厚度必须足够薄以允许电子透过（小于100纳米）。 样品中电子密度的差异表现为对比。
照射到样品的电子波长越小（能量越高），分辨率越高。 在加速电压300 kV下，电子的波长为0.00197 nm，这与光学显微镜中使用的可见光波长（约380 nm ~ 780 nm）相比非常短，因此可以以高分辨率（~0.1 nm）观测。 加速电压
越高，波长越短，分辨率越高，但样品损伤会增加，因此必须适当调整。 分辨率上限约为50 pm，原因是光学像差等因素。
关于透射电子显微镜的其他信息
1. 样品的制备用于透射电子显微镜
部分样品需要适当的样品准备。
厚样品 用通用透射电子显微镜观察
的样品应被稀释至约100纳米厚度。
1. 分散法：
样品分散于溶剂中，分散液滴落到观察基底上。
2. 切片法 该方法使用
金刚石刀将样品稀释至约100纳米。 软样品如聚合物在切割前用液氮冷却。
3. 氬研磨方法 通过
机械加工将样品厚度降至数10微米后，通过辐照氪离子以切断样品中的键来稀释。
4. FIB法
：在扫描电子显微镜（SEM）观察时，用FIB稀薄靶区。 即使是厚度约5微米的样品，也可以用加速电压达到1000 kV或更高的超高压电子显微镜（HVEM）观察，但由于体积超大且结构复杂，该设备主要归大学等研究机构所有。+
不含重元素
的样品聚合物和生物样品主要由C、H、N和O等轻元素组成，因此电子导透率高，可能缺乏足够的对比度以识别结构。 你想观察结构的部分是具有高电子散射能力（OsO）的染料4和RuO4等等），对比度足够。 电子染色可能会改变样品结构，为避免此影响，透射电子显微镜中的相位差和扫描透射电子显微镜（STEM）等方法有效。
在高真空
条件下蒸发或升华的样品不仅改变样品的结构和形状，还可能导致设备故障。 为防止这种情况，应使用环境控制透射电子显微镜（ETEM）或冷冻电子显微镜。
2. 透射电子显微镜中的主要分析仪
由于加速电子束可以照射样品以获得除电子以外的多种信号，透射电子显微镜可能配备各种分析设备。
电子束衍射通过检测
弹性散射电子束的干涉获得样品的衍射图像。 对衍射图像的分析揭示了晶体学信息，如晶体结构和取向。
电子能量损失光谱（EELS）
非弹性散射电子束是指样品中入射电子束激发电子后发射的电子束。 通过测量电子束相较入射前损失的能量，可以获得样品的组成和键合态等信息。
电子束断层扫描通过将CT（计算断层扫描）原理应用于
透射电子，可以生成三维立体图像，叠加层层扫描图像。
此外，还可以添加各种分析功能。 与使用单独测量设备相比，测量位置可以在透射电子显微镜图像中选择，从而实现更详细的测量。
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更新时间：2026-04-14 
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