扫描透射电子显微镜工作原理

Question

如题所述

Answer 1

扫描透射电子显微镜（STEM）的工作原理与常规的平行电子束透射电子显微镜（TEM）和能量色散X射线光谱（EDS）有所不同。在STEM中，其核心是利用聚焦的电子束对样品进行逐点扫描。首先，一个场发射电子源产生电子，这些电子通过一系列精密的磁透镜和光阑进行会聚，形成一个极其微小的电子束斑，其尺寸可达原子级别。

扫描过程中，电子束斑聚焦在样品表面，然后通过精确的线圈控制，电子束会在样品上按照预设的路径进行连续的点扫描。当电子束接触到样品时，样品下方的探测器会实时接收被散射的电子信号。这些信号会被转换成电流强度，进而显示在荧光屏或计算机显示器上，形成一个点对点的图像对应关系。每一处扫描位置都会在屏幕上留下一个像点。

值得注意的是，探测器上有一个中心孔洞，通过这个孔洞的电子可以形成高分辨率的明场图像。而环绕在孔洞周围的环形探测器则接收并记录那些未穿过孔洞的电子，从而形成暗场图像，这种图像对观察材料的内部结构特别有帮助。

总的来说，扫描透射电子显微镜通过精密的电子束扫描和信号探测技术，为我们提供了观察和研究材料微观结构的强有力工具。