電子顯微鏡的分類與保養(yǎng)

二、電子顯微鏡的分類
1、 透射電鏡 (TEM)
樣品必須制成電子能穿透的，厚度為100～2000 ?的薄膜。成像方式與光學(xué)生物顯微鏡相似，只是以電子透鏡代替玻璃透鏡。放大后的電子像在熒光屏上顯示出來。圖1 透射電子顯微鏡的光路示意圖是其光路示意圖。TEM的分辨本領(lǐng)能達(dá) 3 ?左右。在特殊情況下能更高些。
(1)超高壓電鏡 (HVEM)　是一種TEM，不過常用的 TEM加速電壓為 100 kV。只能穿透幾千埃厚的樣品。電子的穿透能力隨 b2 ＝ v2/c2 ( 電子速度與光速之比 )而增。由于相對論性效應(yīng)，b2在 500 kV以上增加得就很慢了。目前有200 kV、300 kV和1000 kV的商品電鏡。法國和日本有3000 kV的特制電鏡。HVEM除加速筒以外與一般 TEM相似，只是尺寸放大了。1000 kV的電鏡有兩層樓高。放大尺寸后，樣品周圍空間增大，便于安置各種處理樣品的附件，如拉伸、加熱、冷卻、化學(xué)反應(yīng)等副件，并能把它們與傾斜樣品臺(tái)結(jié)合起來；還可以做動(dòng)態(tài)觀察，用電視記錄樣品處理過程中的變化。高能量的電子能造成樣品中的輻射損傷，這對研究材料輻射損傷的微觀機(jī)理帶來極大的方便。
(2)高分辨電鏡(HREM)　提高加速電壓，使電子波長更短，能提高分辨本領(lǐng)。由于技術(shù)上的難度高，所以至70年代初超高壓電鏡主要針對提高穿透率。70年代末至80年代初技術(shù)上的提高帶來了200 kV、300 kV的高分辨商品電鏡及個(gè)別500 kV、600 kV和1000 kV的HREM。分辨本領(lǐng)能達(dá)2 ?左右。不久將能達(dá)到1.5 ? 。由于生物學(xué)分子極易被輻照損傷，所以目前HREM主要用于觀察無機(jī)材料中的原子排列。
2、掃描電鏡 (SEM)
　  主要用于直接觀察固體表面的形貌,其原理如圖2掃描電子顯微鏡的原理圖所示。先利用電子透鏡將一個(gè)電子束斑縮小到幾十埃，用偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)使電子束在樣品面上作光柵掃描。電子束在它所到之處激發(fā)出次級電子，經(jīng)探測器收集后成為信號，調(diào)制一個(gè)同步掃描的顯像管的亮度，顯示出圖像。樣品表面上的凹凸不平使某些局部朝向次級電子探測器，另一些背向探測器。朝向探測器的部分發(fā)出的次級電子被集收得多，就顯得亮，反之就顯得暗，由此產(chǎn)生陰陽面、富有立體感的圖像。像的放大倍數(shù)為顯像管的掃描幅度比上樣品面上電子束的掃描幅度。SEM的分辨本領(lǐng)比電子束斑直徑略大。目前SEM的分辨本領(lǐng)能達(dá)60 ? 。
3、掃描透射電鏡(STEM)
成像方式與掃描電鏡相似，不過接收的不是次級電子而是透射電子(包括部分小角散射電子)。樣品也必須是薄膜，STEM的分辨本領(lǐng)與電子束斑直徑相當(dāng)。專門的STEM用高亮度場致發(fā)射電子槍(要求10-10托的超高真空)。分辨本領(lǐng)能達(dá)3 ? 。利用這種STEM已觀察到輕元素支持膜上的單個(gè)重原子。對實(shí)際工作尤為重要的是可以利用它的微小電子束斑作極微區(qū)(幾十埃)的晶體結(jié)構(gòu)分析(用電子衍射)和成分分析(用電子束激發(fā)的標(biāo)識X 射線或者用電子能量損失譜)。目前商品TEM可以帶有STEM附件,不過因?yàn)闆]有高亮度場致發(fā)射槍，所以只能將束斑縮到幾十埃。能做約100 ?范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)和成分分析。能在觀察顯微像的同時(shí)在其任意一個(gè)微小的局部做上述分析的電鏡叫“分析電鏡”。

三、透射電鏡保養(yǎng)：

透射電鏡的日常維護(hù)注意事項(xiàng)
  
1.常開機(jī)，多使用，這樣就能隨時(shí)掌握儀器工作情況，隨時(shí)注意觀察圖、光、聲、真空、氣壓、電源的變化情況，及時(shí)調(diào)節(jié)，作好記錄，時(shí)間長了肯定會(huì)積累很多經(jīng)驗(yàn)。

2.注意空氣濕度、防止老鼠撒潑、電壓要穩(wěn)定、氣體要清潔干燥、防止小樣品掉入，尤其是細(xì)顆粒，粉末、防止碰撞

3.監(jiān)視電子槍內(nèi)的氟里昂是否降低，監(jiān)視機(jī)械泵里的油是否降低到水平線以下，空氣壓縮機(jī)時(shí)常放放氣，循環(huán)水裝置內(nèi)的水要定期更換，保持室內(nèi)濕度在40~70%，溫度在15~25度。電鏡的修理來說就要有較高的技術(shù)水平，一要有興趣，二要有悟性，主要是實(shí)際動(dòng)手能力，和高超的綜合知識的靈活運(yùn)用，同時(shí)還要靠經(jīng)驗(yàn)的積累，**是學(xué)電子學(xué)的人，又有實(shí)際能力來管理電鏡。

4.旋轉(zhuǎn)泵用的真空油有條件**一年換一次油。油臟的快慢主要和實(shí)驗(yàn)室潔凈程度、濕度有關(guān)。電鏡不用**也開著，每天抽抽真空，隔一兩天電路通通電，學(xué)校放假，**每周開兩天，尤其是夏天，暑假結(jié)束剛開學(xué)是出故障*多的時(shí)候。