球差电镜是什么？球差电镜可以做哪些测试工作？

球差电镜什么意思？什么是球差电镜？今天铄思百检测小编带大家详细了解一下。

什么是球差？我们先来看一下球差电镜的原理

球差是像差的一种，是影响TEM分辨率的主要原因之一。由于像差（球差、像散、彗形像差和色差）的存在，无论是光学透镜还是电磁透镜，其透镜系统都无法做到完美。光学透镜中，可通过将凸透镜和凹透镜组合使用来减少由凸透镜边缘汇聚能力强中心汇聚能力弱所致的所有的光线(电子)无法会聚到一个焦点的缺点，可对于电磁透镜，我们没有凹透镜，球差便成了影响TEM分辨率最主要也最难解决的问题。

AC-TEM的种类

TEM中包含多个磁透镜：聚光镜、物镜、中间镜和投影镜等。球差是由于磁镜的构造不完美造成的，那么这些磁镜组都会产生球差。当我们矫正不同的磁透镜就有了不同种类的ACTEM。回想一下STEM的原理，当我们使用STEM模式时，聚光镜会聚电子束扫描样品成像，此时聚光镜球差是影响分辨率的主要原因。因此，以做STEM为主的TEM，球差校正装置会安装在聚光镜位置，即为AC-STEM。而当我们使用image模式时，影响成像分辨率的主要是物镜的球差，此种校正器安装在物镜位置的即为AC-TEM。当然也有在一台TEM上安装两个校正器的，就是所谓的双球差校正TEM。

球差校正透射电镜(spherical aberration corrected Transmission Electron Microscope: ACTEM)随着纳米材料的兴起而进入普通研究者的视野。超高的分辨率配合诸多的分析组件使ACTEM成为深入研究纳米世界不可或缺的利器。

球差电镜可以做哪些测试工作

球差电镜可以在两种模式下工作，分别是“TEM模式”和“STEM模式”，在TEM下更多是观察形貌，在STEM模式下，可以做EDS和EELS成分线扫和mapping。

(1)TEM模式：

低倍形貌像、高分辨像、衍射、会聚束衍射、纳米束衍射，EFTEM(配GIF系统)，高分辨图像透射束和衍射束的相干像，衬度与焦聚有关，如果要解析原子结构像，样品要求比较薄，现在用户使用不多。

但如果想做原位电子显微学研究，一般都在此模式下进行。收集图像的设备是CCD。

(2)STEM模式：

该模式下，可以使用各种明场和暗场探头收集各种图像。收集图像种类有HADDF\LADDF\BF\ABF(JEOL)，STEM对结构的表征更加细致。STEM和常规TEM一样也分明场和暗场，但STEM常常和HAADF(一种高角环状暗场探测器)连用以获得材料的微区结构及元素分布信息。它有优势得到的是原子结构像，像的衬度与原子序数有关，用户处理数据简单。EDS和EELS线扫描和面扫描都需要在此模式下进行。

(3)Mapping(EDS/EDX)：

用于获得合金、纳米管、壳体材料等的元素分布，进而辅助物相鉴定或结构分析等，能量分辨率130ev，B之后都可以测，一般Na之后会比较准。

(4)EELS(电子能量损失谱)：

利用入射电子引起材料表面电子电离、价带电子激发、震荡等，发生非弹性散射，用损失的能量来获取表面原子的物理和化学信息的方法。通过电子能量损失谱(EELS)和X射线能谱仪(EDS)可以获得样品的化学信息，从而替换结构信息。能量分辨率0.7ev，理论上Li之后的元素EELS都能够测试，其中C、N、O、F、Mn、Fe、Ni、Cu等这些元素多些，但有些元素在高能区，不好测。

(5)HRTEM(高分辨像)：

用来观测晶体内部结构、原子排布以及位错、孪晶等精细结构。高分辨像是相位衬度像，是所有参加成像的衍射束与透射束因相位差而形成的干涉图像。

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