STEM透射電鏡是一種利用電子束穿透樣品,通過(guò)掃描和檢測透射電子來(lái)獲取高分辨率圖像的顯微鏡。它的工作原理主要包括以下幾個(gè)方面:
1、電子槍產(chǎn)生電子束:STEM透射電鏡的工作原理首先是從電子槍中產(chǎn)生一束高能量的電子。這些電子在真空環(huán)境中被加速,形成一束高速、高能量的電子束。
2、電磁透鏡聚焦電子束:產(chǎn)生的電子束隨后經(jīng)過(guò)一系列的電磁透鏡進(jìn)行聚焦。這些透鏡的作用是將電子束聚焦成一個(gè)非常細的點(diǎn),以便在樣品上進(jìn)行掃描。同時(shí),還可以調整電子束的能量和方向,使其能夠以適當的能量和角度照射到樣品上。
3、掃描系統控制電子束掃描:STEM透射電鏡中的掃描系統控制著(zhù)電子束在樣品上的掃描過(guò)程。掃描系統通常由一組掃描線(xiàn)圈組成,它們可以精確地控制電子束的位置和移動(dòng)速度。通過(guò)改變掃描線(xiàn)圈的電流,可以實(shí)現對電子束的精確控制,使其按照預定的路徑在樣品上進(jìn)行掃描。

4、樣品與電子相互作用:當電子束穿透樣品時(shí),會(huì )與樣品中的原子發(fā)生相互作用。這種相互作用會(huì )導致電子散射、吸收或衍射等現象的發(fā)生。這些相互作用的結果會(huì )影響透射電子的能量和方向,從而攜帶有關(guān)樣品結構的信息。
5、探測器檢測透射電子:探測器用于檢測透射電子。探測器通常是一個(gè)電子敏感器件,如光電倍增管或固態(tài)探測器。當透射電子撞擊探測器時(shí),會(huì )產(chǎn)生電信號,該信號與透射電子的能量和數量成正比。
6、信號處理和圖像重建:探測器產(chǎn)生的電信號經(jīng)過(guò)放大和處理后,會(huì )被轉換成數字信號。這些數字信號隨后被送入計算機進(jìn)行處理和分析。計算機會(huì )根據掃描路徑和探測器的信號,重建出樣品的高分辨率圖像。
總的來(lái)說(shuō),STEM透射電鏡的工作原理是通過(guò)控制電子束的掃描和檢測透射電子來(lái)獲取高分辨率的圖像。它利用了電子與樣品之間的相互作用,通過(guò)掃描和檢測透射電子來(lái)揭示樣品的結構信息。