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　　電子顯微鏡，簡稱電子顯微鏡，英文名ElectronMicroscope(EM)，經(jīng)過50多年的發(fā)展，已經(jīng)成為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中的重要工具。電子顯微鏡由三部分組成：鏡筒、真空裝置和電源柜。

　　在光學(xué)顯微鏡的基礎(chǔ)上，應(yīng)用了電子顯微鏡技術(shù)，光學(xué)顯微鏡的分辨率為0.2。μm，透明電子顯微鏡的分辨率為0.2nm，換言之，在光學(xué)顯微鏡的基礎(chǔ)上，透射電子顯微鏡放大了1000倍。

　　構(gòu)成

　　電子顯微鏡由三部分組成：鏡筒、真空裝置和電源柜。

　　鏡頭主要包括電子源、電子鏡頭、樣品架、顯示屏和探測(cè)器等部件，這些部件通常是從上到下組裝成一根柱子。

　　電子鏡片用于聚焦電子，是電子顯微鏡鏡筒最重要的部件。一般采用磁透鏡，有時(shí)采用靜電透鏡。它使用對(duì)稱于鏡筒軸的空間電場(chǎng)或磁場(chǎng)，使電子軌跡彎曲到軸上產(chǎn)生聚焦，其功能與光學(xué)顯微鏡中的光學(xué)透鏡(凸透鏡)具有相同的聚焦效果，因此被稱為電子鏡片。光學(xué)透鏡的焦點(diǎn)是固定的，電子透鏡的焦點(diǎn)可以調(diào)節(jié)，所以電子顯微鏡沒有光學(xué)顯微鏡那樣的移動(dòng)透鏡系統(tǒng)?，F(xiàn)代電子顯微鏡大多采用電磁流過濾器，由非常穩(wěn)定的電磁流過濾器制成

　　樣品可以穩(wěn)定地放置在樣品架上，另外通常還有可以用來改變樣品(例如移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、加熱、降溫、拉伸等)的裝置。

　　探測(cè)器用于收集電子信號(hào)或次級(jí)信號(hào)。

　　真空裝置用于保證顯微鏡內(nèi)的真空狀態(tài)，使電子不會(huì)被其路徑吸收或偏差，由機(jī)械真空泵、擴(kuò)散泵、真空閥等組成，并通過抽氣管與鏡筒連接。

　　電源柜由高壓發(fā)生器、勵(lì)磁電流穩(wěn)流器和各種調(diào)節(jié)控制模塊組成。

　　類型

　　根據(jù)結(jié)構(gòu)和用途，電子顯微鏡可分為散射式電子顯微鏡、掃描式電子顯微鏡、反射式電子顯微鏡和發(fā)射式電子顯微鏡等。

　　散射式電子顯微鏡常用于觀察直接使用顯微鏡無法區(qū)分的微小物質(zhì)結(jié)構(gòu);掃描式電子顯微鏡主要用于觀察固體表面的形狀，也可以與X射線衍射器或電子能譜儀結(jié)合形成電子微探頭進(jìn)行物質(zhì)成分檢測(cè);發(fā)射式電子顯微鏡用于研究自發(fā)射電子表面。

　　透明電子顯微鏡

　　由于電子束透過樣品后，再次使用電子透鏡成像放大而得名。它的光路類似于光學(xué)顯微鏡，可以直接得到樣本的投影。每個(gè)人都可以通過改變物鏡鏡片系統(tǒng)直接放大物鏡的焦點(diǎn)圖像。所以每個(gè)人都能得到電子衍射像。使用這個(gè)圖像可以分析樣品的晶體結(jié)構(gòu)。這類電子顯微鏡中，圖像細(xì)節(jié)的對(duì)比是由樣品原子對(duì)電子束的透射形成的。由于電子需要穿過樣本，所以樣本必須很薄。樣品的原子量、加速電子的電壓以及所需的分辨率決定了樣品的厚度。樣品的厚度可以從數(shù)納米到數(shù)納米。μm不等。原子量越大，電壓越小，樣品越薄。樣品較薄或密度較低的部分，電子束透射較少，因此更多的電子通過物鏡光欄，參與顯像，在圖像中顯得更加明亮。取而代之的是，樣品中較厚或較密的部分，在圖像中顯得偏暗。若樣品過厚或過密，則像對(duì)比度會(huì)惡化，甚至?xí)蛭针娮邮芰慷鴵p壞或損壞。

　　透射鏡的分辨率為0.1～0.2nm，數(shù)萬的放大倍數(shù)～幾十萬倍。由于電子容易透射或被物體吸收，因此滲透性低，必須準(zhǔn)備較薄的超薄切片(通常為50～100nm)。

　　散射式電子顯微鏡筒頂部為電子槍，電子由鎢絲熱陰極發(fā)射，通過個(gè)，第二個(gè)聚光鏡聚焦電子束。電子束通過樣品后，由鏡體在鏡體上顯示，然后通過鏡體和鏡體逐漸放大，顯示在顯示屏或相關(guān)版本上。中間鏡主要通過調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，放大倍數(shù)可以從幾十倍連續(xù)變化到幾十萬倍;通過改變中間鏡的焦距，可以在相同的細(xì)微位置獲得電子顯微圖像和電子衍射圖像。

　　掃描電子顯微鏡

　　掃描電子顯微鏡的電子束不穿過樣品，只用電子束盡可能集中在樣品的一小塊地方，然后一行一行地掃描樣品。入射電子導(dǎo)致樣品表面激發(fā)次級(jí)電子。顯微鏡觀察到這些每個(gè)點(diǎn)都透射電子，放置在樣品旁邊的閃爍晶體接收這些次級(jí)電子，放大后分配顯像管的電子束強(qiáng)度，從而改變顯像管顯示屏上的亮度。圖像是一個(gè)三維圖像，反映了標(biāo)本的表面結(jié)構(gòu)。顯示器管的偏轉(zhuǎn)線圈與樣品表面的電子束保持同步掃描，使顯示器的顯示屏顯示出樣品的原始圖像。

　　掃描電子顯微鏡的分辨率主要取決于樣品表面電子束的直徑。放大倍數(shù)是顯象管上的掃描幅度與樣品上的掃描幅度之比，可以從幾十倍變成幾十萬倍。掃描電子顯微鏡不需要很薄的樣品;圖像有很強(qiáng)的立體感;次級(jí)電子、吸收電子、X射線等信息分析物質(zhì)成分?？梢岳秒娮邮c物質(zhì)的相互作用。

　　掃描電子顯微鏡的制造是基于電子和物質(zhì)的相互作用。當(dāng)一束高能入射電子轟擊物質(zhì)表面時(shí)，被激發(fā)的區(qū)域?qū)a(chǎn)生二次電子、俄歇電子、特征x射線和連續(xù)譜X射線、背散射電子和散射電子，以及在可見、紫外線和紅外線區(qū)域產(chǎn)生的電磁輻射。同時(shí)，還可以產(chǎn)生電子-空穴對(duì)和晶格振動(dòng)(聲子)、電子震蕩(等離子體)。

　　電子數(shù)碼顯微鏡

　　一般來說，嚴(yán)格來說，數(shù)字顯微鏡應(yīng)該屬于光學(xué)顯微鏡的范圍。數(shù)字顯微鏡是一種高科技產(chǎn)品，將精英光學(xué)顯微鏡技術(shù)、的光電轉(zhuǎn)換技術(shù)和液晶屏技術(shù)結(jié)合開發(fā)。此外，我們可以從傳統(tǒng)的普通眼睛觀察微觀領(lǐng)域的研究，通過顯示屏重現(xiàn)，從而提高工作效率。

　　根據(jù)數(shù)據(jù)顯示方式的不同，數(shù)碼顯微鏡可以分為兩類：自帶屏幕數(shù)碼顯微鏡和選擇計(jì)算機(jī)顯示的數(shù)碼顯微鏡。

　　自帶屏幕數(shù)碼顯微鏡，可分為三類：1.臺(tái)式數(shù)碼顯微鏡;2.便攜式數(shù)碼顯微鏡;3.無線數(shù)碼顯微鏡;臺(tái)式數(shù)碼顯微鏡的主要特點(diǎn)是放大倍率比較高，可與電子顯微鏡相媲美;便攜式數(shù)碼顯微鏡追求的是到處顯微，注重小巧，

　　發(fā)展歷程

　　漢斯·于1926年開發(fā)了個(gè)磁電鏡頭。

　　1931年，厄恩斯特·盧斯卡和馬克斯·克諾爾開發(fā)了個(gè)透視電子顯微鏡。顯微鏡使用的不是透視樣本，而是金屬網(wǎng)格。盧斯卡于1986年獲得諾貝爾物理獎(jiǎng)。

　　建議在1934年使用，以增強(qiáng)圖像對(duì)比度。

　　1937年推出了款掃描透射電子顯微鏡。最初開發(fā)電子顯微鏡的主要目的是展示病毒等無法在光學(xué)顯微鏡中區(qū)分的病原體。

　　一九三八年，他在西門子公司開發(fā)了臺(tái)商業(yè)電子顯微鏡。

　　一九四九年可散射金屬片出現(xiàn)后，材料學(xué)對(duì)電子顯微鏡的興趣急劇增加。

　　20世紀(jì)60年代，透射電子顯微鏡的加速電壓越來越高，透視越來越厚。在此期間，電子顯微鏡達(dá)到了識(shí)別原子的能力。20世紀(jì)80年代，人們可以使用掃描電子顯微鏡觀察濕樣本。

　　20世紀(jì)90年代，計(jì)算機(jī)越來越多地用于分析電子顯微鏡的圖像。同時(shí)，計(jì)算機(jī)可以控制越來越復(fù)雜的鏡頭系統(tǒng)，電子顯微鏡的操作也越來越簡單。

　　參數(shù)

　　分辨率

　　分辨率是電子顯微鏡的一個(gè)重要指標(biāo)。電子顯微鏡的分辨率以其可分辨的相鄰兩點(diǎn)的最小間隔來表示，稱為該設(shè)備的分辨率:d=δ。顯然，分辨率越高，即d的值(長度單位)越小，儀器就越能區(qū)分被觀察物體的細(xì)節(jié)。換句話說，這種設(shè)備的分辨率或分辨率越高。