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透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope,简称TEM),可以看到在光学显微镜下无法看清的小于0.2um的细微结构,这些结构称为亚显微结构或超微结构。要想看清这些结构,就必须选择波长更短的光源,以提高显微镜的分辨率。1932年Ruska发明了以电子束为光源的透射电子显微镜,电子束的波长要比可见光和紫外光短得多,并且电子束的波长与发射电子束的电压平方根成反比,也就是说电压越高波长越短。TEM的分辨力可达0.2nm。









现代的TEM经常装备有允许操作人员将样品倾斜一定角度的夹具,以获得特定的衍射条件,而光圈也放在样品的上方以允许用户选择能够以合适的角度进入样品的电子束。这种成像方式可以用来研究晶体的晶格缺陷。通过认真的选择样品的方向,不仅能够确定晶体缺陷的位置,也能确定缺陷的类型。如果样品某一特定的晶平面仅比强的衍射角小一点点,任何晶平面缺陷将会产生非常强的对比度变化。然而原子的位错缺陷不会改变布拉格散射角,因此也就不会产生很强的对比度。


在性能较高的透射式电镜中,大多采用上述侧插式样品台,为的是大限度地提高电镜的分辨能力。次的电镜可以配备多种式样的侧插式样品台,某些样品台通过金属联接能对样品网加热或者致冷,以适应不同的用途。样品是先盛载在铜网上,然后固定在样品台上的,样品台与样品握持杆合为一体,是一个非常精巧的部件。样品杆的中部有一个“O”形橡胶密封圈,胶圈表面涂有真空脂,以隔离样品室与镜体外部的真空(两端的气压差极大,比值可达10~10)。 样品室的上下电子束通道各设了一个真空阀,用以在更换样品时切断电子束通道 ,只破坏样品室内的真空,而不影响整个镜筒内的真空,这样在更换样品后样品室重又抽回真空时,可节省许多时间。当样品室的真空度与镜筒内达到平衡时, 再重新开启与镜筒相通的真空阀。