电子显微镜的基本原理

　　电子显微镜是20世纪的一项重大科技发明。就像三极管的发明推动了半导体世界的革命一样，电子显微镜也极大地促进了生命科学的发展。以下小系列将介绍电子显微镜的基本原理。

　　电子显微镜是根据电子光学原理，用电子束和电子透镜代替光束和光学透镜，使物质的细微结构在非常高的放大倍数下成像的仪器。近年来，电镜的研究和制造有了很大的发展:一方面，电镜的分辨率不断提高，透射电镜的点分辨率达到0.2-0.3nm，晶格分辨率达到0.1nm左右。通过电镜，人们可以直接观察原子像;另一方面，除了透射电镜，还开发了扫描电镜、分析电镜等多种电镜。

　　1.透射电子显微镜的成像原理。

　　1.吸收像：当电子射击质量、密度高的dao样品时，主要成相效应为散射效应。样品质量厚度大的地方对电子散射角大，通过的电子少，亮度暗。基于这一原理，早期透射电子显微镜。

　　2.衍射像：电子束被样品衍射后，样品不同位置的衍射波振幅分布对应于样品中晶体各部分的不同衍射能力。当出现晶体缺陷时，缺陷部分的衍射能力与完整区域不同，导致衍射波振幅分布不均匀，反映晶体缺陷的分布。

　　3.相位像：当10以波下时，可以忽略相位的变化。

　　二、扫描电子显微镜成像原理。

　　扫描电子显微镜通过聚焦电子束扫描样品表面来产生样品表面的图像。

　　电子与样品中的原子相互作用，产生各种信号，包括样品的表面测绘形态和组成信息。电子束通常用光栅扫描图案扫描，光束的位置与检测到的信号结合产生图像。

　　扫描电子显微镜的分辨率优于1纳米。样品可以在高真空、低真空、湿条件(用环境扫描电子显微镜)和宽低温或高温下观察到。

　　最常见的扫描电子显微镜模式是检测由电子束激发的原子发射的二次电子。二次电子的数量取决于样品的测绘形态和其他因素。

　　通过扫描样品和使用特殊探测器收集发射的二次电子，创建显示表面形状的图像。它还可能产生样品表面的高分辨率图像，图像是三维的，以识别样品的表面结构。

　　以上内容是介绍电子显微镜的基本原理。虽然电子显微镜的分辨能力远优于光学显微镜，但由于电子显微镜需要在真空条件下工作，很难观察活生物，电子束的照射也会损坏生物样品。