透射电镜的基本原理及使用

透射电镜的基本原理及使用

照 明 系 统 成像 系 统 观 察 记录 系 统 调 校 系 统

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电子枪 分阴极、阳极和栅极，发射电子束功能，功能类似于光学镜的光源。 电磁透镜，功能类似于光学镜的聚光镜。 聚光镜 样品室 物镜 物镜（o）、中间镜（i）和投影镜（p）的功能一样，放大倍数M=Mo*Mi*Mp1*Mp2。物镜的好坏决定电镜分辨本领，是电镜的心脏。 中间镜 投影镜 观察室 相当于光学镜的目镜。 照相室 显示器 显示电镜工作状态，以利于操作。 消像散器 使电子枪、各级透镜和荧光屏中心轴对齐。 束取向调整器及合轴 图1 放射电子显微镜基本结构原理图

（注：除上述部分外，电镜还包括必须的冷却和真空系统）

图2 电镜和光镜原理对比图

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应用举例：

JEM-100CXⅡ透射电镜操作说明

一、开机程序

1、首先打开房间空调，冷却循环水房温度21度，操作室25度

2、开启冷却水循环装置，一个独立的小的控制器，先将开关打至ON，再将按下POWER键

3、启动稳压电源，稳定于220V；查看电源箱供电指示灯亮

4、用钥匙启动主机，从OFF档位旋到START位，松开后钥匙自动回到ON位置。仪器自动抽真空，等待约40分钟。 5、直至DP绿灯亮，HIGH绿灯亮，READY绿灯亮（若不亮的话，将LENS LIGHT打至ON档位）。

二、电子枪合轴（1-3合轴） 1、确认READY绿灯亮

2、把样品拨出，物镜光栏拨出至0档位

3、加高压：按下HT键后，依次按下40-60-80-100KV键，并注意观察束流表是否正常，每次都要等电流表显示稳定之后再进行下一步，一般调到80KV就行了。

4、加灯丝：将FILAMENT EMIISSION旋钮缓慢旋至锁定位置

5、一般在SCAN（5300倍）条件下调节，调节CONDENSER钮，得到光斑。 6、SPOT SIZE调到3档，调节CONDENSER钮聚光，得到最小最亮光斑，然后用左右ALIGNMENT：TRANS（小的）将光斑拉至最中心位置（中心位置有一黑点）。

7、SPOT SIZE调到1档，调节CONDENSER钮聚光，得到最小最亮光斑，然后用GUN ALIGNMENT：TRANS（X、Y）将光斑拉至中心位置。 8、再重复6、7步骤，使束流不偏离中心。 三、调灯丝相（每次开机都需要检查） 1、在SCAN模式下，SPOT SIZE调到1档

2、将FILAMENT EMIISSION旋钮稍稍往回调，到看到灯丝欠饱和像，即车轮像（鱼眼像），若车轮像不对称，则进行下面调节。 3、缓慢旋转GUN ALIGNMENT：TILT（X、Y），使灯丝像对称。 4、然后调节FILAMENT EMIISSION旋钮至灯丝饱和（即刚好全亮，没有阴影），并锁定该位置。

四、粗对焦（该步很重要）

1、关灯丝（FILAMENT EMIISSION旋钮至OFF）后，插入样品，插入物镜光栏（2档）

2、开灯丝（FILAMENT EMIISSION旋钮至ON）后，放大光斑至满屏（以免烧坏铜网）

3、找到样品，并选中一目标为参照 4、将IMAGE WOBBLER打至ON，此时看到样品会有一定的晃动，调节FOCUS旋钮（有大中小三个，一般只用到中和小）至图像清晰没有重影。 五、聚光镜对中调节

1、关灯丝后，拨出样品，拨出光栏，开灯丝，缩小光斑，检查是否在中心位置，

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2、在SCAN模式，SPOT SIZE 1档情况下，将COND ALIGNMENT打到ON，然后下面一WOBBLER键打到X，以调节光斑重合，同样的方法进行Y轴对中调节，调节完毕之后打到中间OFF档。

3、将IMAGE WOBBLER键打到ON，调节IMAGE WOBBLER A、B旋钮至重合。

六、电流中心调节（此步调节有一定的难度）

1、插入样品，插入光栏，找到一样品做为参照物，调节时放大倍数小于5万倍 2、用目镜观察，聚焦，找准参照物，用FOCUS调焦至最清晰 3、快速反复转动FOCUS旋钮（以最清晰位置为中心前后旋转），此时观察参照物样品的情况，如有放大缩小的情况（看到样品是以某点为中心在旋转）那就是正常的，若是样品有左右或者上下移动的现象，就需要调节ALIGNMENT的大旋钮，TILT钮直至正常。 七、电压中心调节

1、在第六步的基础上，放大倍数（大于5万倍） 2、找到一参照物，调焦至最清晰

3、HV WOBBLER置于ON，若参照物不偏离中心而四周同心振动，则电压中心良好，反之，若参照物有漂移，则用左右ALIGNMENT ：TILT调节 八、光栏的调节

1、聚光镜光栏调节：判断光栏是否在中间位置，调节CONDENSER时，光斑不在中间，放大时会有很大阴影（电子束被东西挡住），移动样品时也没有改变，此时可以断定是光栏位置不正确，通过调节光栏上两个旋钮，使光栏回到中心位置。

2、物镜光栏调节：打开FUNCTION：SADIFF（控制台D区，与SCAN一排的一个按钮），调节SA/HD DIFFRACTION：CAMERA LENGTH（控制台B区）和物镜光栏上的两个旋钮，使得中间最亮点周围的一圈较暗的光斑变得对称即可。

九、聚光镜像散调节

在没有放入样品的情况下：插入聚光镜光栏（2档），SPOT SIZE 调至3档，调节CONDENSER钮至光斑最小最亮，再调节COND STIGMATOR X、Y旋钮（控制台F区），使得光斑变得最圆，即完成聚光镜像散调节。 十、物镜像散调节（用于高倍下观察样品的调节）

1、在完成以上调节，即确认仪器对中状态良好，电压中心对中，无聚光镜像散，光栏位置正确的情况下进行物镜像散调节。

2、插入物镜光栏，在观察样品的时候调节，在高倍下（大于10万倍）找到一样品作为参照，改变焦距，观察样品边沿系统是否均匀，若有像散，则进行以下操作。

3、配合调节OBJ STIGMATOR：X、Y旋钮（控制台E区）和FOCUS旋钮，消除像散。

十一、样品装卸操作

1、确认样品装卸时机器状态：放大倍数调至较小倍数，灯丝发射至OFF档。 2、右边的旋转手柄有四个档位：空档位、SET、AIRLOCK、ENG，观察样品的时候一定在 SET档位，ENG档位用来换样品，当需要打开左边的样品室时，一定要放置在AIRLOCK档位，空档位只是做一个过渡。 3、左边的样品室旋转手柄上有两种标识，一种是数字（1-6），另外间于数字中

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间的是一些点，当数字对正时，可以用右边的旋转手柄把相应的样品从样品室中取出。当需要打开样品室换下一批样品时，要保证所有的样品都留在样品室，这样就要让数字中间的点对正，再将右边的旋转手柄拉出。

4、当右边旋转手柄置于AIRLOCK档位时可以打开样品室，左边有一能上下扳动的把手。 十二、关机程序

1、放大倍数降至小于1万倍，光斑满屏。 2、退灯丝至OFF

3、退高压，可直接按下20KV按扭，再按高压键HT（灯灭）。

4、钥匙旋至OFF，等待约15分钟，面板上所有的灯都熄灭，机械泵停止工作，关冷却水装置，关稳压电源，关电源开关。

高分辨率TEM影像的拍摄要点：

1.样品制作：要求切片(或复型)样品的厚薄适宜，染色好。 2.合轴：保证机械合轴与电气合轴的精良。 3.消像散：细心消除聚光镜和物镜的像散。 4.聚焦：需一定经验，精心调正。

5.曝光：以重点观察部位密度为准，对测光结果略加补偿。 6.避免电压波动，外界磁场和震动的干扰。 7.拍摄倍率不宜太高，以刚能看清细节为界。

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