z 在高真空状态下,使某些金属物质加热到熔点以 上,金属即蒸发成极细小的颗粒喷射到样品上。 样品面向蒸发源的部分因沉积有较多的金属物 质而呈电子致密的黑色,背向蒸发源的部分因没 有金属沉积而呈电子透明的白色。投影以后,样 品的背后形成一电子透明的阴影区。通过测量 颗粒的影长可以计算其高度。
3.6 生物TEM样品的制备方法
z 染色的目的是增强样品中各种结构图象之间的 反差或选择性地显示某些结构或成分。
z TEM样品的染色是一种“电子染色”,它只呈现黑 白的对比,而不象光学显微镜切片的染色显现出 各种颜色。
z 电子染色主要用 于生物和高分子
等带有碳碳双键
的材料。
PVC/MBS
负染色
3.5 金属投影技术
z 金属投影技术是利用真空喷镀仪对样品进行投 影的的技术。它既可以增加电镜图像反差，又 增加了图像的立体感, 并可根据投影"影子"的特 征来分析粉末颗粒的立体形状。
聚焦离子束系统（ FIB ），利用源自液态金 属镓的离子束来制备样品。
通过调整束流强度，FIB可以对样品的指定区 域进行快速和极精细的加工。其汇聚扫描方式可 以是矩形、线形或点状。FIB可以制备供扫描透 射电镜观测用的各种材料的薄膜样品。
3.3.5 复型技术
z 复型技术用于材料表面形貌及断口的观 察分析中。
z 进行喷镀碳膜时， 厚度应稍厚，以便 把第二相粒子包络 起来。
块状材料制备为薄膜样品方法的比较
效率 薄区 操作 仪器 主要适用范围
超薄
低
大
切片法
离子轰
低
大
击减薄法
电解
高
小
抛光法
复杂
昂贵 生物、高分子和无 机粉体材料
复杂
昂贵 矿物、陶瓷、半导 体及多相合金
容易 便宜 金属与部分合金
3.4 电子染色
z 所谓复型，就是把样品表面形貌复制出来，其 原理与侦破案件时用石膏复制罪犯鞋底花纹相 似。
z 复型法实际上是一种间接或部分间接的分析方 法，因为通过复型制备出来的样品是真实样品 表面行貌组织结构细节的薄膜复制品。
一级复型法
z
二级复型法
二级复型照片
萃取复型
z 在需要对第二相粒 子形状、大小和分 布进行分析的同时 对第二相粒子进行 物相及晶体结构分 析时。常采用萃取 复型的方法。
z 纳米颗粒都小于铜网的小 孔，因此要先制备对电子 束透明的支持膜。
z 将支持膜放在铜网上，再 把粉末放在膜上，送入电 镜分析。
z 粉末或颗粒样品制备的关 键取决于能否使其均匀分 散到支持膜上。
纳米粉末样品的制备过程
z 用超声波分散器将需要观察的粉末在分 散介质〈不与粉末发生作用〉中分散成 悬浮液。
z 穿孔后的样品在孔的边缘处极 薄,对电子束是透明的,就成为 薄膜样品。
离子减薄的质量高、薄区大。
离子减薄的效率较低，一般情况下4μm/小 时左右。
3.3.3 电解抛光减薄方法
电解抛 光减薄方 法适用于 金属与部 分
预减薄的样品
3.3.4 聚焦离子束法
适用于半导体器件的线路修复和精确切割。
他易挥发物的试样应先烘干除去。 5. 对磁性试样要预先去磁，以免观察时电子束
受到磁场的影响。
TEM样品常放置在直径为3mm的 200目样 品网上，在样品网上常预先制作约20nm厚 的支持膜。
z Formvar支持膜 z 火棉胶支持膜 z 碳支持膜
Formvar支持膜的制做过程
3.2 纳米粉末样品的制备方法
z 用滴管滴几滴在覆盖有支持膜的电镜铜 网上，待其干燥(或用滤纸吸干)后, 即成 为电镜观察用的粉末样品。
分散均匀的NaY分子筛的TEM图像
分散不均匀的NaY分子筛的TEM图像
CaCO3
微米粉末样品通过研磨转为纳米颗 粒，如催化剂等。
3.3 块状材料制备为薄膜样品的方法
z 超薄切片法 z 离子轰击减薄法 z 电解抛光法 z 聚焦离子束法 z 复型技术
70nm～90nm 80nm～150nm
HIPS
PVC/MBS
氧化硅
超薄切片的过程概览
3.3.2 离子轰击减薄法
离子轰击减 薄法多用于矿 物、陶瓷、半导 体及多相合金 等。
Fischione 1010 型离子减薄仪
离子轰击减薄法
z 将待观察的试样按预定取向切割成薄片, 再经机械减薄抛光等过程预减薄至 30~40μm的薄膜。
z 把薄膜钻取或切取成尺寸为2.5~3mm的 小片。
z 装入离子轰击减薄装置进行离子轰击减 薄和离子抛光。
离子轰击减薄原理
z 在高真空中,两个相对的冷阴 极离子枪,提供高能量的氩离 子流,以一定角度对旋转的样 品的两面进行轰击。
z 当轰击能量大于样品材料表层 原子的结合能时,样品表层原 子受到氩离子击发而溅射、经 较长时间的连续轰击、溅射, 最终样品中心部分穿孔。
脱水
THE END
三 透射电镜样品的制备方法
3.1 透射电镜对样品的要求 3.2 纳米粉末样品的制备方法 3.3 块状材料制备为薄膜样品方法 3.4 电子染色 3.5 金属投影技术
3.6 生物TEM样品的制备方法
3.1 透射电镜对样品的要求
1. 样品一般应为厚度小于100nm的固体。 2. 感兴趣的区域与其它区域有反差。 3. 样品在高真空中能保持稳定。 4. 不含有水分或其它易挥发物，含有水分或其
日立H-7000型透射电镜
TEM 样品台
TEM 样品台的顶端
Heating High Tilt
Cooling Analytical
Hexring?Tool
Hexring
Anti-twist washer Specimen grid
直径为3mm的样品网
The anti-twist washer is used to maintain alignment of grids when specimens are clamped between two grids. Normally, the anti-twist washer is not used when clamping single grids, folding grids and disc specimens. Make sure the specimen is securely clamped by the Hexring?(loose specimens will prevent the full microscope resolution from being obtained.)
3.3.1 超薄切片法
超薄切片方法多用于生物组织、高分 子和无机粉体材料等。
超薄切片机
样 品
刀 刃
上下运动
样 品 块 修 整
包埋专用试剂
上下运动
玻璃刀的制作
玻璃刀水槽的制作 胶带
水槽
石蜡
超薄切片厚度的判断
干涉色 暗灰色
灰色 银色
金色 紫色
厚度 ＜40nm 40nm～50nm 50nm～70nm