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探索物鏡球差透射電鏡(AC-TEM)如何實(shí)現(xiàn)高分辨率成像
來(lái)源: 時(shí)間:2023-11-29 10:13:14 瀏覽:3294次

探索物鏡球差透射(AC-TEM)如何實(shí)現(xiàn)高分辨率成像

 

透射電子顯微鏡(Transmission Electron Microscope,簡(jiǎn)稱TEM)作為一種重要的納米級(jí)成像分析儀器,在我國(guó)材料科學(xué)、物理學(xué)、基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和化學(xué)工程等領(lǐng)域發(fā)揮著舉足輕重的作用然而,傳統(tǒng)TEM在分辨率方面存在一定的局限性,尤其是在觀察納米材料和生命細(xì)胞等具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的樣本時(shí)物鏡球差透射(AC-TEM)作為一種新型的透射電鏡技術(shù),通過(guò)球差校正裝置提高成像分辨率,使得觀察納米尺度樣本成為可能。

 


一、原理

球差是一種透鏡像差,是影響TEM分辨率的重要因素之一。球差的存在使得電子透射成像時(shí),物鏡透鏡和聚光鏡無(wú)法將電子聚焦到一個(gè)點(diǎn)上,從而降低成像質(zhì)量AC-TEM技術(shù)通過(guò)引入球差校正裝置,充當(dāng)凹透鏡的角色,對(duì)球差進(jìn)行校正;在物鏡位置安裝球差校正器,根據(jù)樣品特性調(diào)整校正器的參數(shù),使得電子束在通過(guò)樣品時(shí)能夠更加聚焦,從而提高成像分辨率。

 

二、分類

根據(jù)使用模式的不同,AC-TEM可分為AC-TEMAC-STEM

AC-TEM主要應(yīng)用于圖像模式,此時(shí)影響成像分辨率的主要因素是物鏡的球差;球差校正裝置安裝在物鏡位置,通過(guò)調(diào)整校正器的參數(shù),實(shí)現(xiàn)高分辨率成像。AC-STEM則應(yīng)用于STEM(掃描透射電子顯微鏡)模式,此時(shí)影響分辨率的主要因素是聚光鏡的球差;球差校正裝置會(huì)安裝在聚光鏡位置,同樣通過(guò)調(diào)整校正器的參數(shù),提高成像分辨率。此外,還有雙球差校正器TEM,即在同一臺(tái)TEM中同時(shí)安裝聚光鏡和物鏡的球差校正器,以進(jìn)一步提高成像質(zhì)量。

 

三、AC-TEM在高分辨率成像中的應(yīng)用

AC-TEM技術(shù)在納米材料、生命細(xì)胞、半導(dǎo)體器件等領(lǐng)域的成像分析中取得了顯著成果。例如,在納米材料研究方面,AC-TEM可以清晰地觀察到納米線的直徑、晶體結(jié)構(gòu)和形貌,為納米材料的制備和應(yīng)用提供了重要信息在生命科學(xué)研究中,AC-TEM可以實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞器和細(xì)胞結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)成像,為生物學(xué)研究提供了有力支持;此外,在半導(dǎo)體器件制造過(guò)程中,AC-TEM技術(shù)可以對(duì)薄膜材料、納米結(jié)構(gòu)等進(jìn)行高分辨率觀察,為工藝優(yōu)化和缺陷檢測(cè)提供了重要依據(jù)。

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