透射掃描電子顯微鏡是一種高分辨率的顯微鏡，能夠觀(guān)察納米級別的物質(zhì)結構及原子級別的細節。它利用電子束而非光束進(jìn)行成像，使得其分辨率比光學(xué)顯微鏡高得多。
透射掃描電子顯微鏡的工作原理基于電子的波粒二象性和物質(zhì)對電子的相互作用。下面是它的主要工作原理：
1、電子源：使用一種叫做熱陰極的發(fā)射電子源產(chǎn)生電子束。該電子源通常由鎢絲構成，當鎢絲加熱到高溫度時(shí)，會(huì )發(fā)射出高速電子。
2、準直系統：電子束離開(kāi)電子源后，經(jīng)過(guò)準直系統中的準直器和孔徑，使電子束變得平行且緊湊。準直系統有助于控制電子束的直徑和數量。
3、透射樣品：準直的電子束通過(guò)透射樣品，即待觀(guān)察的樣品。透射樣品通常被制成極薄的切片，以保證電子束可以穿透并與樣品內部的原子或結構相互作用。
4、透射模式：當電子束穿過(guò)樣品時(shí)，會(huì )發(fā)生散射、吸收和透射等相互作用。大部分電子經(jīng)過(guò)樣品而沒(méi)有發(fā)生散射或吸收，被稱(chēng)為透射電子。
5、透射像：透射電子通過(guò)樣品后，進(jìn)入投影透鏡系統。投影透鏡系統由一組磁場(chǎng)產(chǎn)生的透鏡構成，用于聚焦透射電子并形成投影透射像。這些透射電子通過(guò)透射樣品的不同區域時(shí)，會(huì )根據樣品內部的結構和性質(zhì)發(fā)生不同程度的散射，從而形成具有細節信息的透射像。
6、探測器：透射像被定向到特定的探測器上進(jìn)行捕捉和記錄。常用的探測器是熒光屏和攝像機，可以將透射像轉化為可見(jiàn)的圖像。還配備了數字圖像采集系統，使得可以獲取高分辨率的數字圖像，并進(jìn)行后續處理和分析。
7、分辨率和對比度：分辨率取決于多種因素，包括電子束的波長(cháng)、透射樣品的制備質(zhì)量以及透射像的捕捉和處理。對比度取決于樣品的厚度、密度和原子序數等因素。
通過(guò)以上步驟，透射掃描電子顯微鏡能夠獲得高分辨率的顯微圖像，使得研究人員能夠觀(guān)察到物質(zhì)的微觀(guān)結構，包括晶體結構、原子排列和缺陷等細節信息。這使得其在材料科學(xué)、生物學(xué)、納米科學(xué)以及其他許多領(lǐng)域中成為一種非常強大的工具。
