你想了解的TEM基础知识都在这里_透射电镜TEM检测/测试！

       刚开始做TEM检测的小伙伴们一定对TEM有许多不了解的地方，本文编写了一些TEM基础知识，希望能让大家快速了解并认识TEM。
       一、材料做TEM检测时微观结构都关注哪些？

       一般材料在做TEM检测时关注：各种元素、各种相、各种晶体缺陷的种类和含量等，特别是晶体缺陷。这些体现在微观结构：各个相晶粒的尺寸、形状分布及晶体缺陷的密度与分布状况。
       二、TEM相对于其他检测仪器（如光谱仪、X射线衍射谱仪等）优势在哪里？
       各种光谱仪、能谱仪、X射线衍射谱仪、光学显微镜等功能较单一，对材料只能进行元素成分或者晶体结构的检测，而TEM不仅仅能元素成分、晶体结构分析，而且还可以原位对应分析，同时具有原子级别的超高分辨率。

       三、为什么TEM有原子级别的超高空间分辨率？

       TEM的原子级别的超高空间分辨率是因为采用了波长极短的高速电子束作为照明源。
       一般的显微镜由于存在衍射效应，其空间分辨率的极限是照明束波长的一半。若是将可见光作为照明束，其极限分辨率为200nm，对于要在原子级别下观察材料来说，分辨率是远远不够的。
       X射线的波长（0.01~10nm）很短，理论上也可以作为照明束，但是关键在于很难找到能对X射线聚焦的物质做透镜。
若采用电子束作为照明束，当电子被高电压加速后会获得极短的波长（波粒二象性）。

       四、TEM的基本结构及功能应用？

       五、TEM的工作模式有哪些？
       TEM工作模式有三个：放大成像模式、电子衍射模式、扫描透射模式（STEM）。
       为了方便理解前两个模式，我们现将TEM结构简化成由一个放大镜和变焦照相机组成。
       成像模式：照相机对放大镜的像平面对焦，得的是样品的形貌像。
       样品的形貌像是样品在正空间下的影像。在正空间下，单位采用长度单位：如nm、μm。

       电子衍射模式：照相机对放大镜的焦平面对焦，得到的是样品的衍射花样。
       样品的衍射花样是样品在倒空间的影像。在倒空间下，单位采用长度单位的倒数：如1/nm、5/nm。

       扫描透射模式（STEM）：STEM模式是采用细聚焦的高能电子束对样品进行逐点扫描，然后利用环形探测器（含中心孔）收集到的高角度卢瑟福散射粒子成像（HAADF像）。

       六、TEM明场像、暗场像、中心暗场像有什么差别？

       明场像：只允许透射束通过物镜光阑成像

       暗场像和中心暗场像：只允许某支衍射束通过物镜光栏成像，但中心暗场像的衍射束是沿透射光轴进轴成像，一般来说，成像品质较高。

       七、TEM的像差有哪些？
       目前限制电子显微镜分辨率的主要因素是电子透镜的缺陷，即像差，主要像差有球差、色散和像散等，其中球差无法消除且对电镜分辨率影响最显著，而像散可以消除。此外，由光阑孔的衍射效应导致的衍射差也同样限制了电子显微镜的分辨率。

       球差：即球面像差，是磁透镜中心区和边沿区对电子的折射能力不同引起的。

       解决方法：球差矫正器。

       色差：是由于电子枪发射的电子存在能量发散（电子能量差异），参与成像的电子波长在一个小范围内波动，导致不同波长的电子通过透镜具有不同的焦距，会在像平面上得到一个散焦斑。

       解决方法：能量过滤器（仅让单一波长的电子成像）。

       像散：由于电磁透镜的磁场非旋转对称引起（磁场非轴对称），各个方向对电子的折射能力不同，会得到图像模糊的散焦斑。

       解决方法：消像散器，一组强度与方向都可以调节的附加透镜磁场，可产生一个与像散大小相当、方向相反的磁场来抵消透镜的像散。

       衍射差：是由光阑孔的夫琅禾费衍射效应引起，一个理想的物点经透镜成像时，由于衍射效应，在像平面上再是一个像点，而是一个具有一定尺寸的中央亮斑和周围明暗相间的圆环（Airy斑）。

       解决方法：提高加速电压。

       八、TEM的衬度有哪些？
       衬度即图像对比度，是电子与物质相互作用时，发生散射造成的。包括质厚衬度、衍射衬度、相位衬度、Z衬度。

       质厚衬度：非晶衬度的主要来源，反映了物体表面特性和形貌特征。样品不同微区存在原子序数和厚度的差异造成的。

       衍射衬度：由样品中不同位向的晶体满足布拉格条件的差异造成。晶体的各晶面取向不同，造成各处衍射强度不同。

       图中为成像模式下拍摄的位错环（位错存在的区域附近发了晶格畸变，使位错附近以及与周围区域衍射强度发生变化，从而可以观察到位错）

       相位衬度：样品足够薄，穿透样品的电子束波的相位不同从而相互干涉或相消产生的衬度。一般样品厚度＜100nm，可揭示＜1nm的样品细节，故可称为高分辨像。

       Z衬度：是在STEM模式下获得的一种衬度。其图像的亮度与原子序数平方成正比。也就是原子序数越大，体现在图像上越亮。

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