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stem扫描透射电子显微镜下载_sem扫描电子显微镜原理(2024年11月测评)

内容来源：兔耳朵在线影院所属栏目：新闻更新日期：2024-11-28

stem扫描透射电子显微镜

球差电镜样品制备与仪器设置全攻略一、样品准备 𐟧ꊦ 𗥓制备首先，对样品进行初步处理，如切割和研磨，使其尺寸和形状适合电镜观察。对于某些材料，可能需要将样品打磨至特定厚度（如50um以下），并使用AB胶等粘合剂将其固定在铜环上。使用离子减薄仪等设备对样品进行进一步的减薄处理，直至样品出现薄区（通常要求薄区厚度在100nm以下），以便在电镜中观察其形貌和结构。样品检查在进行球差电镜测试之前，最好先用普通的高分辨透射电镜（HRTEM）对样品进行预观察，以评估样品的浓度、稳定性、目标位点数量以及是否需要进一步的预处理等。二、仪器选择与设置 𐟔犩€‰择合适的球差电镜根据实验需求选择合适的球差电镜型号，如Titan G2 60-300、Titan G3 50-300 PICO等。这些电镜通常配备有先进的球差校正系统，能够实现亚埃尺度的空间分辨率。设置测试条件根据样品的特性和实验需求设置电镜的加速电压、束流大小等参数。不同的球差电镜型号有其对应的加速电压范围，如FEI TITAN 80-300就是在80-300kV电压下运行。根据需要选择合适的成像模式，如STEM（扫描透射电子显微镜）模式或TEM（透射电子显微镜）模式，并安装相应的球差校正装置。

𐟔 EDX与EDS：元素分析的两大技术在电子显微镜分析中，EDX（能量色散X射线光谱法）和EDS（能量色散光谱法）是两种常用的元素分析技术。它们都依赖于能量分散来检测样品中不同元素的特征X射线，从而确定元素的分布和含量。EDX通常安装在扫描电子显微镜（SEM）或透射电子显微镜（TEM/STEM）上，而EDS则更多地与EPMA（电子探针微分析）系统结合使用。 𐟔젅DX与EDS的关键区别 EDX：主要用于SEM和TEM/STEM，通过设置X射线能谱的能量范围窗口，再使用电子束扫描样品，可以获得元素分布图。安装在SEM上时，由于加速电压较低，样品较厚，特征X射线会在样品中扩散，分辨率约为0.1um。 EDS：通常与EPMA系统结合使用，通过波长色散进行分光，适用于LSI失效分析。除非电子束量很大，否则难以检测到特征X射线。 𐟔砧麩—𔥈†辨率的差异安装在SEM上时，由于加速电压较低，样品较厚，特征X射线会在样品中扩散，分辨率约为0.1um。安装在STEM上时，样品薄至100nm左右，且电子束的加速电压高达200~300kV，因此电子束几乎不会在样品中扩散，横向分辨率可达nm量级。 𐟓Š 元素分布图的对比图2.51展示了EDX安装在SEM和STEM上的元素分布图对比。（a）是STEM下的As（砷）的EDX图像，显示了在MOS晶体管剖面中As的分布。（b）是SEM下的Cu的EDX图像，揭示了Cu通过电化学迁移枝晶生长引起的漏电故障。通过这些技术，研究人员能够更深入地了解材料和器件的微观结构和失效机制，从而进行更有效的设计和改进。

日电JSM-7610F详解扫描电镜（SEM测试，日本电子JSM-7610FPlus）是一款高性能的电子显微镜，适用于多种样品的观察和分析。以下是其详细特点：超高分辨率：场发射扫描电镜，最大可放大100万倍，提供超高清晰度的图像。多功能探头：配备SE（二次电子）、BSE（背散射）、EDS（能谱）和STEM（扫描透射）探头，能够实现表面形貌观察和成分分析。样品适用性广：适用于金属、陶瓷、混凝土、煤炭、玻璃、生物样品、半导体、高分子材料、磁性块体等多种样品。喷金功能：具备喷金功能，便于样品制备。这款扫描电镜是科研和工业领域中的强大工具，能够提供全面的样品分析。

球差电镜：提升TEM分辨率的利器 𐟔슣## 球差电镜的基本原理球差，也就是球面像差，是透镜像差的一种，主要影响透射电子显微镜（TEM）的分辨率。简单来说，透镜系统（无论是光学透镜还是电磁透镜）都无法做到完美无瑕。对于电磁透镜来说，透镜边缘的会聚能力比中心更强，导致所有光线（电子）无法会聚到一个焦点，从而影响成像质量。球差校正透射电镜通过安装球差校正装置（如多极子校正装置）来调节和控制电磁透镜的聚焦中心，实现对球差的校正，进而提高TEM的分辨率。球差电镜的分类根据校正装置安装的位置不同，球差电镜可以分为两种类型：AC-TEM和AC-STEM。 AC-TEM：在使用Image模式时，影响成像分辨率的主要因素是物镜的球差，因此球差校正装置安装在物镜位置。 AC-STEM：在使用STEM模式时，影响分辨率的主要因素是聚光镜的球差，因此球差校正装置会安装在聚光镜位置。球差电镜的优势高分辨率：球差校正显著减少了像差，使得ACTEM的分辨率能达到埃级甚至亚埃级别，远高于传统TEM的纳米级或亚纳米级分辨率。多功能性：ACTEM不仅可用于观察样品的形貌和电子衍射图案，还能进行EDS和EELS等成分分析，以及原位电子显微学研究。应用领域广泛：ACTEM在材料科学、物理学、基础医学、化学工程等领域均有重要应用，特别是在纳米材料的研究中发挥着不可替代的作用。总的来说，球差电镜的高分辨率和多功能性使其在科研领域中具有广泛的应用前景。无论是材料科学还是医学研究，它都是一个强大的工具。

磷化铟（InP）纳米脊线内的InGaAs脊量子阱生成机制 ? 前言：镓锗砷化铟（InGaAs）脊量子阱是一种精妙无比的纳米结构，它具有很强的光电子学和量子光学应用潜力，在光电子集成领域中，纳米结构的引入不仅可以调控材料的光学特性和载流子输运过程，还可以在光子和电子限域效应下实现独特的量子行为，为实现高度可调控的光电子学器件提供了助力。 ? 在下面的研究中，我们将对磷化铟（InP）纳米脊线内的InGaAs脊量子阱的生成、结构和光学特性进行深入研究，实验数据将由能量色散光谱和电子显微镜技术的综合应用表征。 ? 实验的开始，先嵌入Si衬底上InP纳米脊内的InGaAs量子结构的生成机制，目的是在Si衬底上搭建多个相同的 InGaAs 量子结构，并利用原子平滑再生成模板的缺陷捕获能力扫除缺陷。 ? 这次研究中使用的Si衬底具有较厚的氧化物间隔物（范围从300 nm到600 nm），沟槽开口约为450 nm，相邻沟槽之间的间距约为550 nm。 ? 生成过程遵循InGaAs量子结构的机制，但添加了延长的第二个HT-InP 缓冲区，以促进不同 InGaAs 量子结构的形成，主要区别在于，InGaAs 量子结构是在 InP 与 SiO2 间隔物接触后形成的，并呈现自限制形状。 ? 图1a显示了生成样品的俯视SEM图像，显示了大面积的均匀InP纳米脊阵列，图1b中放大的70度倾斜SEM图像显示了刻面生成，根据微观图像显示，InP 纳米脊在Si衬底上形成良好且排列整齐。 ? 接下来，我们先使用横截面透射电子显微镜 (TEM) 来检查V形槽在Si基板上的InGaAs量子结构，然后再使用高角度环形暗场扫描透射电子显微镜(HAADF-STEM)进行分析。 ? 图2a显示了V形槽Si上典型InP纳米脊的HAADF-STEM图像，并且可以在InP纳米脊的上部清楚地识别出堆叠的InGaAs量子阱结构，在该特定结构中，每个QWR的生成时间为15秒。 ? 图2c是前三个QWR（量子线）的放大HAADF-STEM图像，显示出宽度为30 nm、高度为20 nm的三角形。 ? 除此以外，我们沿着纳米脊还发现了厚度为3 nm的InGaAs量子阱（图2b），这些量子阱具有均匀的厚度并表现出尖锐的InGaAs/InP界面。 ? 根据我们的观察，与其他前三个QWR相比，第一个QWR具有更大的尺寸，这可能是由于 InGaAs 层制备过程中的生成中断造成的。 ? 通过消除生成中断，如图3a所示，可以获得均匀的InGaAs量子结构，然而，脊QW的存在被一些科研人员认为对高效反应来说是负面的，因为它们更容易受到从III-V/Si界面传播的缺陷的影响，因此，消除脊QW以增强量子限制,并最大限度地减少载流子从QWR逃逸到脊QW至关重要。 ? 为了将InGaAs量子线结构与QW解耦并实现更好的量子限制，研究人员缩短了InGaAs层的生成时间，图3a显示了四个堆叠式InGaAsQWR的横截面TEM图像，生成时间缩短为2秒，与15秒生成的QWR相比，较短生成时间有效抑制了脊状QW的形成。 ? 放大图3b中的QWR，可以看到与生成时间较长的QWR类似的线结构，这表明生成时间的减少不会显著影响整体线结构。 ? 随着进一步的缩短生成时间，我们将其缩短至1秒，然后降至0.5秒，导致QWR的垂直尺寸从 20 nm 缩小至 7 nm，然后再缩小至 2 nm，从图3c和图3d中放大的TEM图像可以明显看出这一信息。 ? 最后我们对其中一种 InGaAs 量子线 (QWR) 结构进行能量色散光谱 (EDS) 线扫描分析，以研究其沿垂直方向的化学成分，用于EDS测量的扫描线如图2c所示。 ? 图4所示的扫描结果表明，沿QWR的垂直方向，铟（In）和镓（Ga）的成分均表现出不均匀性，具体来说，铟成分从QWR的底部到顶部单调减少，而镓成分则显示出相反的趋势。 ? 结论：通过实验，我们观察到了在Si衬底上的InGaAs量子阱结构具有尖锐的InGaAs/InP界面，并且得知，通过消除脊状量子阱，可以实现更好的量子限制，最大限度地减少了载流子从量子线结构逃逸到脊状量子阱的现象。 ? 我们还发现通过控制InGaAs层的生成时间可以调节量子线结构的尺寸，进而实现电信频段发射波长的可调性，最后，通过EDS线扫描分析显示，在量子线结构的垂直方向，铟（In）和镓（Ga）的成分表现出了不均匀性，这将为进一步研究提供更多的信息。 ? 总结来讲，这次研究对InP纳米脊线内的InGaAs脊量子阱的生成机制、结构和光学特性进行了深入研究，为光电子学和量子光学应用提供了重要的理论支持，这些结果对于新型光电子学器件的开发具有战略意义。

球差电镜：磁性材料研究的新利器 𐟌 ### 球差电镜的基本原理 𐟌 在透射电子显微镜（TEM）的世界里，球差是个绕不开的话题。球差，也就是球面像差，是影响TEM分辨率的关键因素之一。简单来说，透镜系统（无论是光学透镜还是电磁透镜）都无法做到完美无瑕。对于电磁透镜，透镜边缘的会聚能力比中心更强，导致电子光线无法完美会聚到一个焦点，从而影响成像质量。为了解决这个问题，科学家们发明了球差校正透射电镜，通过安装球差校正装置（比如多极子校正装置）来调节和控制电磁透镜的聚焦中心，实现对球差的校正，进而提升TEM的分辨率。球差电镜的分类 𐟔 根据校正装置的安装位置不同，球差电镜可以分为两种类型：AC-TEM和AC-STEM。 AC-TEM：当你使用Image模式时，影响成像分辨率的主要因素是物镜的球差，因此球差校正装置安装在物镜位置。 AC-STEM：当你使用STEM模式时，影响分辨率的主要因素是聚光镜的球差，因此球差校正装置会安装在聚光镜位置。球差电镜的优势 𐟌Ÿ 高分辨率：球差校正技术使得ACTEM的分辨率能达到埃级甚至亚埃级别，远高于传统TEM的纳米级或亚纳米级分辨率。多功能性：ACTEM不仅用于观察样品的形貌和电子衍射图案，还能进行EDS和EELS等成分分析，以及原位电子显微学研究。应用领域广泛：ACTEM在材料科学、物理学、基础医学、化学工程等领域都有重要应用，特别是在纳米材料的研究中发挥着不可替代的作用。球差电镜的出现，无疑为科研工作者提供了一柄利器，让他们能够更深入地探索微观世界的奥秘。无论是磁性材料、强磁材料，还是其他各种材料，球差电镜都能以其卓越的分辨率和多功能性，为科研提供强有力的支持。

𐟔 TEM的明场与暗场解析 𐟤” 你是否对透射电子显微镜（TEM）的明场和暗场感到困惑？别担心，让我们来一起探索它们的奥秘！ 𐟒ᠦ˜Ž场，是指在TEM模式下，当使用物镜光阑时，成像电子束主要是透射束。这时，样品呈现为黑色背景上的白色图像，因此得名“明场”。 𐟌‘ 而暗场，则与STEM模式下的HADDF像有关。这种成像方式特别对重原子元素敏感，当样品原子序数越大时，暗场效果越明显。这是由于接收到的是高角度的环形电子束成像。 𐟔젧Ž𐥜诼Œ你是否对TEM的明场和暗场有了更清晰的认识呢？记得在实际操作中多加留意，感受这两者的独特魅力哦！

透射电子显微镜（TEM）全解析 𐟔 透射电子显微镜（TEM）是一种强大的科研工具，用于观察和分析材料内部的微观结构。以下是关于TEM的详细解析： 1️⃣ 仪器型号：日本电子/JEOL JEM-2100 日本电子/JEOL JEM-F200 日本日立/HITACHI HT7800 (120kV) 美国赛默飞 FEI TF20 2️⃣ 原理与应用： TEM利用聚焦电子束投射到非常薄的样品上，通过透射或衍射电子束形成的图像来分析样品内部的微观组织结构。 3️⃣ 测试项目：表面形貌 EDS能谱：点扫、线扫、面扫/Mapping HAADF(STEM) 衍射 4️⃣ 样品要求：样品状态：粉末、块状/薄膜、液体样品均可测试。块状/薄膜样品不能直接拍摄，需另行制样（如离子减薄、包埋切片、FIB等），样品厚度不超过100nm。一般制样选普通铜网或微栅铜网，颗粒直径<10nm选超薄碳膜。若含Cu，拍摄EDS能谱和Mapping可选镍网或钼网等。常用溶剂为乙醇，其次是水（易挥发且不会在碳膜上留下痕迹），其他溶剂请自备（如甲苯、丙酮等较易在碳膜上留下印迹）。超声一般默认是5min。 5️⃣ 注意事项：安全性：无毒、无放射性。是否含有有机物：有机物在高压下不稳定，拍摄过程中极易被打散，样品被打散的同时会污染到仪器。如需拍摄，请务必与测试老师确认。带有机物的样品，无法拍摄Mapping。磁性：磁性颗粒易吸附到极靴上，原则上电镜不拍磁性样品。但不同设备、测试老师不同的样品处理经验下，对所拍样品中磁性强弱的接受度不同。磁性样品包括含铁、钴、镍、锰等磁性元素的材料。注意，磁性分硬磁和软磁，有些材料对外不表现磁性，但加磁场后容易磁化，受热后磁性增强也需要定义为磁性样品。强磁：吸铁石能吸起来的样品。弱磁：吸铁石吸不起来但按前述定义为磁性的样品。 6️⃣ 结果展示： TEM图像展示了样品的微观结构，通过这些图像可以分析材料的性质和变化。通过以上信息，您可以更好地了解透射电子显微镜的应用和操作注意事项，从而更好地利用这一强大的科研工具。

电子显微镜下的三体水滴：光滑还是粗糙？在《三体》这部科幻小说中，丁仪调高了电子隧道显微镜的放大倍数，从一万倍开始，一直到一千万倍。然而，无论放大多少倍，他们看到的始终是光滑的镜面。这种光滑度甚至超过了人类技术所能加工的最光滑的表面。 “把倍数再调大十倍。”丁仪说。这超过了光学放大的能力，西子进行了一连串的操作，把显微镜由光学模式切换到电子隧道显微模式，现在放大倍数是一万倍。放大后的表面仍是光滑镜面。而人类技术所能加工的最光滑的表面，只放大上千倍后其粗糙就暴露无遗，正像格利费眼中的巨人美女的脸。 “调到十万倍。”中校说。他们看到的仍是光滑镜面。 “一百万倍。” 光滑镜面。 “一千万倍！” 在这个放大倍数下，已经可以看到大分子了，但屏幕上显示的仍是光滑镜面，看不到一点儿粗糙的迹象，其光洁度与周围没有被放大的表面毫无区别。 “再把倍数调大些！” 西子摇摇头，这已经是电子显微镜所能达到的极值了。 𐟌Ÿ在实验室一个月，通过了所有电镜考核，我可以使用实验室所有五台电镜啦 𐟌Ÿ电镜原则上可以无限放大，但是放大到一定倍数，超出了分辨率，就看不到任何有用的信息了。《三体》描述的这段，用现在的扫描投射电子显微镜(STEM)，分辨率可以达到0.05纳米，大约相当于头发丝的百万分之一不过看到的估计还是光滑镜面的水滴 𐟌Ÿ真的要表扬工程师的工作效率呢虽说自己之前一直就做电镜的，培训进度比较快，别人一周的内容我一天就过完一遍。不过主要还是工程师给力人还没到的时候，培训时间已经安排好了，又及时的安排了练习时间。工程师一旦看到电镜空下来，就赶紧安排了考核。五台电镜，一个月完工✅在欧洲，这样的效率还是要点赞哒

透射电镜制样指南：从样品到观察嘿，大家好！今天我们来聊聊透射电镜（TEM）制样的那些事儿。透射电镜可是个宝贝，能帮你看到材料内部的秘密，像普通形貌、HRTEM、EDS点/线/Mapping、选区衍射、STEM/HAADF等等，简直无所不能。不过，要想从透射电镜里看到漂亮的图像，样品的准备可是关键。样品要求 𐟓 首先，样品的状态有很多种，粉末、块状、薄膜、液体都可以测试。但要注意，块状和薄膜样品不能直接拍摄，需要经过一些处理，比如离子减薄、包埋切片、FIB等，让样品的厚度不超过100nm。一般来说，普通铜网或微栅铜网就足够了，如果颗粒直径小于10nm，那就得用超薄碳膜了。如果样品中含有Cu元素，还需要拍摄EDS能谱和Mapping，这时候可以选择镍网或钼网。溶剂选择 𐟒犥𘸧”觚„溶剂是乙醇，其次是水。乙醇容易挥发，而且不会在碳膜上留下痕迹。其他溶剂可能会在碳膜上留下印迹，所以大家可以根据自己的需求选择。超声时间一般默认是5分钟。仪器型号 𐟔슥𘂩⤸Š有很多型号的透射电镜，比如日本的JEOLJEM-2100 COOl和日立的HTACHIHT7800(120kV)。不同的仪器有不同的特点和适用范围，大家可以根据自己的需求选择合适的型号。其他测试方法 𐟔犩™䤺†透射电镜，还有很多其他测试方法可以帮你更好地了解材料的性质。比如电感耦合等离子体ICPOES/MS、有机元素分析EA、场发射电子扫描电镜SEM、CNS元素分析仪、电子背散射衍射EBSD、氨基酸分析仪、能量色散X射线光谱EDX、X-射线荧光光谱XRF、电子能量损失谱EELS、离子色谱IC等等。物性分析 𐟓Š 如果你对材料的物理性质感兴趣，还可以进行热学性能测试，比如氩离子抛光、热重分析TG-DTG、球差透射电镜AC-TEM、差示扫描量热仪DSC、原子力显微镜AFM等。声光电磁方面的测试也有不少选择，比如电子自旋共振波谱ESR/EPR、振动样品磁强计VSM、液体/固体核磁共振NMR/SSNMR、荧光类测试、霍尔效应测试Hall等。结语 𐟎“ 总之，透射电镜制样是一门技术活，但只要你掌握了这些基本知识，就能轻松上手。希望这篇文章能帮到你，让你在透射电镜的世界里畅游无阻！如果你有任何问题或想法，欢迎在评论区留言哦！

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