小中大【求助】新一代电子显微镜的发展趋势及应用特点
一、高性能场发射枪电子显微镜日趋普及和应用。
场发射枪透射电镜能够提供高亮度、高相干性的电子光源。因而能在原子--纳米尺度上对材料的原子排列和种类进行综合分析。九十年代中期,全世界只有几十台;现在已猛增至上千台。我国目前也有上百台以上场发射枪透射电子显微镜。
常规的热钨灯丝(电子)枪扫描电子显微镜,分辨率最高只能达到 3.0nm;新一代的场发射枪扫描电子显微镜,分辨率可以优于1.0nm;超高分辨率的扫描电镜,其分辨率高达0.5nm-0.4nm。其中环境描电子显微镜可以做到:真正的“环境”条件,样品可在100%的湿度条件下观察;生物样品和非导电样品不要镀膜,可以直接上机进行动态的观察和分析;可以“一机三用”。高真空、低真空和“环境”三种工作模式。
二、努力发展新一代单色器、球差校正器,以进一步提高电子显微镜的分辨率。
球差系数:常规的透射电镜的球差系数 Cs约为mm级;现在的透射电镜的球差系数已降低到 Cs<0.05mm.
色差系数:常规的透射电镜的色差系数约为 0.7;现在的透射电镜的色差系数已减小到 0.1。
场发射透射电镜、STEM技术、能量过滤电镜已经成为材料科学研究,甚至生物医学必不可少的分析手段和工具.
物镜球差校正器把场发射透射电镜分辨率提高到信息分辨率.即从0.19nm提高到0.12nm甚至于小于0.1nm.
利用单色器,能量分辨率将小于0.1eV.但单色器的束流只有不加单色器时的十分之一左右.因此利用单色器的同时,也要同时考虑单色器的束流的减少问题。
聚光镜球差校正器把STEM的分辨率提高到小于0.1nm的同时,聚光镜球差校正器把束流提高了至少10倍,非常有利于提高空间分辨率。
在球差校正的同时,色差大约增大了30%左右. 因此,校正球差的同时,也要同时考虑校正色差.