電子顯微鏡講義TEMXX1127

回顧：電子與固體的相互作用a.背散射電子（backscatteringelectron）

二次電子

(secondaryelectron)

a.背散射電子b.二次電子f.俄歇電子e.特征X射線g.陰極發(fā)光d.透射電子c.吸收電子c.吸收電子試樣電子束電子顯微鏡講義TEMXX1127

一、背散射電子和二次電子

Mg

入射電子二次電子KL背散射電子背散射電子電子顯微鏡講義TEMXX1127背散射電子和二次電子的區(qū)別：性能背散射電子二次電子來源不同：能量不同：測試深度不同：分辨率不同：與原子系數(shù)的關系：圖像信息不同：圖像陰影：反射的入射電子激發(fā)出來的試樣電子數(shù)千ev至數(shù)萬ev不超過50ev，一般幾ev200-300nm小于10nm200-300nm小于10nm有沒有形貌及成分分布形貌有無電子顯微鏡講義TEMXX1127第三節(jié)

透射電子顯微鏡結構和應用電子顯微鏡講義TEMXX1127透射電子顯微鏡的定義：透射電子顯微鏡是以波長極短的電子束作為照明源，用電磁透鏡聚焦，通過電子透過成像的一種高分辨率、高放大倍數(shù)的電子光學儀器。透射電子顯微鏡的分類（一）根據(jù)電鏡的功能：

1.普通電鏡

2.高分辨電鏡（HRTEM）

3.掃描透射電鏡（STEM）

4.分析型電鏡（AEM）等等。電子顯微鏡講義TEMXX1127掃描透射電鏡

SEM中電子射線作用于樣品后，其中一部分電子可透過樣品成為透射電子，將透過樣品的透射電子和散射電子用檢測器接收成像，即成為掃描透射電鏡。這種電鏡一般用場發(fā)射電子槍，兼有TEM、SEM和分析電鏡的特點，能觀察較厚的樣品，分辨本領和成像質量都很好，是近年來電鏡技術的最大改進之一。電子顯微鏡講義TEMXX1127分析電鏡分析電鏡是利用電子射線轟擊樣品所產(chǎn)生的X射線或俄歇電子對樣品元素進行分析的一類電鏡。其特點是能在觀察超微結構的同時，對樣品中一個極微小的區(qū)域進行化學分析，從而在超微結構水平上測定各種細胞結構的化學成分及其變化規(guī)律。

1）分析TEM。在TEM上配備X射線能譜儀后即成為分析TEM，目前很多100KV和200KVTEM都可以裝上X射線檢測附件，進行樣品的元素分析。

2）分析SEM。在SEM上配備X射線能譜儀后，便可兼有電子探針分析樣品化學成分的功能。

3）掃描俄歇電鏡。把SEM與俄歇電子能量分析儀相結合，即成為掃描俄歇電鏡，它能對樣品表面進行微區(qū)元素分析，是一種表面微觀分析電鏡。電子顯微鏡講義TEMXX11271.3.2根據(jù)加速電壓的大小分為以下3種：（1）一般TEM。最常用的是100KV電鏡。這種電鏡分辨率高（點0.3nm，晶格0.14nm），但穿透本領小，觀察樣品必須很薄，約為30～100nm，如細胞和組織的超薄切片、復型膜和負染樣品等。相當普及。我校有這樣的設備，分辨率達到0.2nm。（2）高壓TEM。目前常用的是200KV或300KV電鏡。這種電鏡對樣品的穿透本領約為100KV電鏡的1.6倍以上，可以在觀察較厚樣品時獲得很好的分辨本領，從而可以對樣品的結構進行三維觀察，200KV分辨率可達到0.19nm。（3）超高壓TEM。目前已有500KV、1000KV和3000KV的超高壓TEM。這類電鏡具有穿透本領強、輻射損傷小、可以配備環(huán)境樣品室及進行各種動態(tài)觀察等優(yōu)點，1000KV分辨率也已達到0.1nm。電子顯微鏡講義TEMXX1127常規(guī)透射電鏡:<120kV（<200KV）；測試樣品厚度小于100nm；低超高壓電鏡：200-500kV；測試樣品厚度大于200nm；超高壓電鏡：500-1000kV；測試樣品厚度達到7微米；高超高壓電鏡：大于1000kV。電子顯微鏡講義TEMXX1127電子顯微鏡講義TEMXX1127

透射電子顯微鏡的結構透射電子顯微鏡是以波長極短的電子束作為照明源，用電磁透鏡聚焦成像的一種高分辨率、高放大倍數(shù)的電子光學儀器。主要包括以下幾個部分:電子光學系統(tǒng)（鏡筒）是其核心，它的光路圖與透射光學顯微鏡相似.電子顯微鏡講義TEMXX11272.1.1照明系統(tǒng)①組成：

由電子槍、聚光鏡（1、2級）和相應的平移對中、傾斜調節(jié)裝置組成。②作用：提供一束亮度高、照明孔徑角小、平行度高、束斑小、束流穩(wěn)定的照明源。為滿足明場和暗場成像需要，照明束可在2°-3°范圍內(nèi)傾斜。

電子顯微鏡講義TEMXX1127柵極的作用：限制和穩(wěn)定電流。從電子槍發(fā)射出的電子束，束斑尺寸大，相干性差，平行度差，為此，需進一步會聚成近似平行的照明束，這個任務由聚光鏡實現(xiàn)，通常有兩級聚光鏡來聚焦。1.電子槍電子槍是電鏡的電子源。其作用是發(fā)射并加速電子，并會聚成交叉點。目前電子顯微鏡使用的電子源有兩類：1熱電子源——加熱時產(chǎn)生電子，W絲，LaB62場發(fā)射源——在強電場作用下產(chǎn)生電子，場發(fā)射電鏡（FE）

熱陰極電子源電子槍的結構如圖所示，形成自偏壓回路，柵極和陰極之間存在數(shù)百伏的電位差。電子束在柵極和陽極間會聚為尺寸為d0的交叉點，通常為幾十um。電子顯微鏡講義TEMXX11272.聚光鏡

聚光鏡的作用是會聚電子槍發(fā)射出的電子束，調節(jié)照明強度、孔徑角和束斑大小。一般采用雙聚光鏡系統(tǒng)，如圖所示。1.為了調整束斑大小，在C2聚光鏡下裝一個聚光鏡光欄。通常經(jīng)二級聚光后可獲得幾um的電子束斑；2.為了減小像散，在C

2下還要裝一個消像散器，以校正磁場成軸對稱性的.電子槍光斑第一聚光鏡M=0.1-0.021μm第二聚光鏡M=2分析附件光瀾2μm50μm透射電子電子顯微鏡講義TEMXX1127電子顯微鏡講義TEMXX11272.1.2.成像系統(tǒng)由物鏡、物鏡光欄、選區(qū)光欄、中間鏡（1、2）和投影鏡組成1.物鏡a

用來獲得第一幅高分辨率電子顯微圖像或電子衍射花樣的透鏡。電鏡的分辨率主要取決于物鏡，必須盡可能降低像差。b物鏡通常為強勵磁、短焦透鏡（f=1-3mm）,放大倍數(shù)100—300倍，目前，高質量的物鏡其分辨率可達0.1nm。c物鏡的分辨率主要決定于極靴的形狀和加工精度，極靴間距越小，分辨率就越高。d

為進一步減小物鏡球差，在物鏡后焦面上安放物鏡光闌。2.物鏡光闌裝在物鏡背焦面，直徑20—120um，無磁金屬制成（Pt、Mo等)作用：a

提高像襯度b

減小孔徑角，從而減小像差c

進行暗場成像3.選區(qū)光欄裝在物鏡像平面上，直徑20-400um作用：對樣品進行微區(qū)衍射分析。電子顯微鏡講義TEMXX11274.中間鏡中間鏡是一個弱勵磁、長焦距、變倍率透鏡，放大倍數(shù)可調節(jié)0—20倍作用1

控制電鏡總放大倍數(shù)2

成像/衍射模式選擇工作原理見圖5.投影鏡短焦、強磁透鏡，進一步放大中間鏡的像。投影鏡內(nèi)孔徑較小，使電子束進入投影鏡,孔徑角很小。放大倍數(shù)100萬倍。小孔徑角有兩個特點：景深大，改變中間鏡放大倍數(shù)，使總倍數(shù)變化大，也不影響圖像清晰度焦深長，放寬對熒光屏和底片平面嚴格位置要求。注意：目前，一般電鏡裝有附加投影鏡，用以自動校正磁轉角成像系統(tǒng)的兩個基本操作：a衍射操作模式b

成像操作模式電子顯微鏡講義TEMXX11272.1.3觀察記錄系統(tǒng)觀察和記錄系統(tǒng)包括熒光屏和照相機構。熒光屏涂有在暗室操作條件下，人眼較敏感、發(fā)綠光的熒光物質，有利于高放大倍數(shù)、低亮度圖像的聚集和觀察。照相機構是一個裝在熒光屏下面，可以自動換片的照相暗盒。膠片是一種對電子束曝光敏感、顆粒度很小的溴化物乳膠底片，為紅色盲片，曝光時間很短，一般只需幾秒鐘。

新型電鏡均采用電磁快門，與熒光屏聯(lián)動。有的裝有自動曝光裝置。

現(xiàn)代電鏡已開始裝有電子數(shù)碼照相裝置，即CCD相機。電子顯微鏡講義TEMXX11272.2主要部件的結構與工作原理2.2.1樣品平移與傾斜裝置（樣品臺）電鏡樣品小而薄，通常用外徑3mm的樣品銅網(wǎng)支持，網(wǎng)孔或方或園，約0.075mm，見圖。

樣品臺的作用是承載樣品，并使樣品在物鏡極靴孔內(nèi)平移、傾斜、旋轉，以選擇感興趣的樣品區(qū)域或位向進行觀察分析。平移是樣品臺的基本動作，平移最大值

1mm。傾斜裝置用的最普遍的是“側插”式傾斜裝置，如圖所示。

電子顯微鏡講義TEMXX1127.2.2電子束傾斜與平移裝置新式電鏡都帶有電磁偏轉器，使入射電子束平移和傾轉，其原理見圖，上、下兩線圈聯(lián)動的。利用電子束原位傾斜可以進行中心暗場成像操作。

2.2.3消像散器用來消除或減小透鏡磁場的非軸對稱性，把固有的橢圓形磁場校正成旋轉對稱磁場的裝置。消像散器分為機械式和電磁式兩類。機械式：電磁透鏡的磁場周圍放置幾塊位置可以調節(jié)的導磁體來吸引部分磁場。電磁式：通過電磁極間的吸引和排斥來校正磁場，如圖所示，兩組四對電磁體排列在透鏡磁場外圍，每對電磁體同極相對安置。通過改變兩組電磁體的勵磁強度和磁場的方向實現(xiàn)校正磁場。消像散器一般安裝在透鏡的上、下極靴之間。電子顯微鏡講義TEMXX11272.2.4光闌透射電鏡有三種主要光闌：聚光鏡光闌、物鏡光闌和選區(qū)光闌。1.

聚光鏡光闌作用：限制照明孔徑角。在雙聚光鏡系統(tǒng)中，該光闌裝在第二聚光鏡下方。光闌孔直徑：20-400um，一般分析用時光闌孔直徑用200-300um，作微束分析時，采用小孔徑光闌。2.

物鏡光闌也稱襯度光闌，安裝于物鏡的后焦面。光闌孔直徑20-120um功能與作用：a

提高像襯度b

減小孔徑角，從而減小像差c

進行暗場成像由無磁金屬制成（Pt、Mo等)制造。由于小光闌孔容易污染，高性能電鏡常用抗污染光闌或自潔光闌，結構如圖所示。光闌孔周圍開口，電子束照射后熱量不易散出，處于高溫狀態(tài)，污染物不易沉積。光闌常做成四個一組的光闌孔，安裝在光闌桿的支架上。使用時，通過光闌桿的分檔機構按需要依次插入。電子顯微鏡講義TEMXX11273.

選區(qū)光闌為了分析樣品上的微區(qū)，應在樣品上放置光闌來限定微區(qū)，對該微區(qū)進行衍射分析叫做選取衍射。該光闌是選區(qū)光闌，也稱限場光闌或視場光闌。因為要分析的微區(qū)很小，一般數(shù)微米量級，要做這樣小的光闌孔在技術上有難度，也很容易污染，因此選取光闌都放置在物鏡的像平面位置?？梢赃_到放置在樣品平面上的效果，但光闌可以做的更大些。

如果物鏡的放大倍數(shù)是50，則一個直徑為50um的光闌可以選擇樣品上1um的微區(qū)。選取光闌由無磁性金屬材料制成，光闌孔徑范圍20-400um，大小不同的四孔一組，由光闌支架分檔推入。電子顯微鏡講義TEMXX11272.3透射電鏡的主要性能參數(shù)及測定2.3.1

主要性能參數(shù)分辨率、放大倍數(shù)、加速電壓2.3.2

分辨率及其測定：分為點分辨率和晶格分辨率1.點分辨率透射電鏡剛能分清的兩個獨立顆粒的間隙或中心距離。測定方法：Pt或貴金屬蒸發(fā)法將Pt或貴金屬真空加熱蒸發(fā)到支持膜（火棉膠、碳膜）上，可得到粒徑0.5-1nm、間距0.2-1nm的粒子。高倍下拍攝粒子像，再光學放大5倍，從照片上找粒子間最小間距，除以總放大倍數(shù)，即為相應的點分辨率，如圖所示。電子顯微鏡講義TEMXX11272.晶格分辨率當電子束射入樣品后，通過樣品的透射束和衍射束間存在位向差。由于透射和衍射束間的位相不同，它們間通過動力學干涉在相平面上形成能反映晶面間距大小和晶面方向的條紋像，即晶格條紋像，如圖所示。

注意：晶格分辨率與點分辨率是不同的，點分辨率就是實際分辨率，晶格分辨率的晶格條紋像是因位相差引起的干涉條紋，實際是晶面間距的比例圖像。電子顯微鏡講義TEMXX1127TEM圖像的成像及應用電子顯微鏡講義TEMXX1127TEM發(fā)現(xiàn)聚合物單晶（singlecrystal）PE單晶螺旋生長1957年A.J.Keller首先發(fā)現(xiàn)濃度0.01%的聚乙烯溶液中，極緩慢冷卻時可生成棱形片狀的、電鏡下可觀察到的片晶，呈現(xiàn)出單晶特有典型的電子衍射圖。隨后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)聚甲醛、尼龍、聚脂等單晶。電鏡在聚合物結晶模型確定中的一個重要貢獻KellerA.Phil.Mag.,1957,2:1171.FischerEW.Z.Naturforsch,1957,12A:753.TillP.J.Polym.Sci.,1957,24:301.D、指紋織構（Fingerprinttexture）是膽甾相的一個典型織構。膽甾相一般存在手性分子，手性的存在使分子間的排列發(fā)生扭曲，形成尺寸很大的螺旋結構，螺距足夠大時，膽甾相常呈現(xiàn)層線織構，當層線發(fā)育受阻時則表現(xiàn)為指紋織構。

通過簡單的光學織構可以幫助我們了解液晶態(tài)，但是難以準確判斷液晶相的類型，需要進一步借助衍射實驗來確定。高分辨能力像襯度

定義：像襯度是圖像上不同區(qū)域間明暗程度的差別。由于圖像上不同區(qū)域間存在明暗程度的差別即襯度的存在，才使得我們能觀察到各種具體的圖像。只有了解像襯度的形成機理，才能對各種具體的圖像給予正確解釋，這是進行材料電子顯微分析的前提。1、非晶樣品的像襯度

非晶樣品透射電子顯微圖像襯度是由于樣品不同微區(qū)間存在的原子序數(shù)或厚度的差異而形成的，即質量厚度襯度（質量厚度定義為試樣下表面單位面積以上柱體中的質量），也叫質厚襯度。質厚襯度適用于對復型膜試樣電子圖像作出解釋。質量厚度數(shù)值較大的，對電子的吸收散射作用強，使電子散射到光欄以外的要多，對應較安的襯度。質量厚度數(shù)值小的，對應較亮的襯度。

2、衍射襯度

對于晶體，若要研究其內(nèi)部缺陷及界面，需把樣品制成薄膜，這樣，在晶體樣品成像的小區(qū)域內(nèi)，厚度與密度差不多，無質厚襯度。但晶體的衍射強度卻與其內(nèi)部缺陷和界面結構有關。由樣品強度的差異形成的襯度叫衍射襯度，簡稱衍襯。

晶體試樣在進行電鏡觀察時，由于各處晶體取向不同和(或)晶體結構不同，滿足布拉格條件的程度不同，使得對應試樣下表面處有不同的衍射效果，從而在下表面形成一個隨位置而異的衍射振幅分布，這樣形成的襯度，稱為衍射襯度。這種襯度對晶體結構和取向十分敏感，當試樣中某處含有晶體缺陷時，意味著該處相對于周圍完整晶體發(fā)生了微小的取向變化，導致了缺陷處和周圍完整晶體具有不同的衍射條件，將缺陷顯示出來?？梢?，這種襯度對缺陷也是敏感的。基于這一點，衍襯技術被廣泛應用于研究晶體缺陷。

衍襯成像，操作上是利用單一透射束通過物鏡光欄成明場像，或利用單一衍射束通過物鏡光欄成暗場像。近似考慮，忽略雙束成像條件下電子在試樣中的吸收，明暗場像襯度是互補的。明場像和暗場像均為振幅襯度，即它們反映的是試樣下表面處透射束或衍射束的振幅大小分布，而振幅的平方可以作為強度的量度，由此便獲得了一幅通過振幅變化而形成襯度變化的圖像。典型明場像a）和暗場像b）3.相位襯度：如果所用試樣厚度小于l0nm，甚至3nm。它是讓多束衍射光束穿過物鏡光闌彼此相干成像，像的可分辨細節(jié)取決于入射波被試樣散射引起的相位變化和物鏡球差、散焦引起的附加相位差的選擇。它追求的是試樣小原子及其排列狀態(tài)的直接顯示。圖所示是薄晶成像的情形。一束單色平行的電子波射入試樣內(nèi)，與試樣內(nèi)原子相互作用，發(fā)生振幅和相位變化。當其逸出試樣下表面時，成為不同于原入射波的透射波和各級衍射波。由于試樣很薄，衍射波振幅甚小，透射波振幅基本上與入射波振幅相同，非彈性散射可忽略不計。衍射波與透射波間的相位差為π／2。如果物鏡沒有像差，且處于正焦狀態(tài)，而光闌也足夠大，使透射波與衍射波得以同時穿過光闌相干。相干結果產(chǎn)生的合成波其振幅與入射波相同，只是相位位置稍許不同。由于振幅沒變，因而強度不變，所以沒有襯度。要想產(chǎn)生襯度，必須引入一個附加相位，使所產(chǎn)生的衍射波與透射波處于相等的或相反的相位位置，也就是說，讓衍射波沿圖X軸向右或向左移動π／2，這樣，透射波與衍射波相干就會導致振幅增加或減少，從而使像強度發(fā)生變化，相位襯度得到了顯示。透射電子顯微鏡的種常見工作模式TEM有四種基本的工作模式，作用各不相同。

1．圖像模式。在這種模式下，TEM是一臺放大鏡，可以對樣品的形貌進行觀察，比如晶粒尺寸，晶體缺陷，相分布，等等。2．衍射模式。

在這種模式下，TEM是一臺電子衍射儀，我們看到的是電子被樣品散射后形成的衍射強度分布。大家對于XRD可能比較熟悉，而電子衍射相對陌生一些。其實，電子衍射在原理上跟XRD非常類似，只是實現(xiàn)的方式不同。電子衍射的強度在空間是三維分布。在TEM中，我們通常觀察到的是其中的一個截面，就是通常所說的電子衍射圖，或者叫電子衍射譜。截面的特征跟觀察的方向密切相關。單晶衍射模式多晶衍射模式3．高分辨像（HREM）。顧名思義，這種技術得到的圖像分辨率特別高。最新的技術已經(jīng)可以得到分辨率低于1埃的圖像細節(jié)。這樣的分辨率已經(jīng)小于很多材料里面原子之間的距離，因此可以利用這種技術研究材料的原子排列情況。尤其是在缺陷，界面，低維結構以及攙雜材料的研究中，這種技術大量應用。TEM和STEM都可以得到HREM圖像，因為其成像原理和利用的信號不同，它們在應用上有各自的特點和優(yōu)勢。GaN中的層錯高分辨像4．三維拓撲（electrontomography）。透射電子顯微術是一種平面成像技術，實驗得到的數(shù)據(jù)都是三維樣品在二維平面的投影。拓撲技術可以根據(jù)一系列二維圖片的信息按照特定的算法把三維結構復原出來。這一技術在生物和納米材料領域。已經(jīng)有很多應用。用于重構的二維圖片是廣義的，并不局限于幾何形貌，也可以是成分分布或者磁、電、應力等物理量的分布，重構得到的就是相應信息的三維分布。結合高分辨率和豐富的工作方式，拓撲技術在TEM領域的應用前景是非常廣的。同一套實驗數(shù)據(jù)用兩種不同的重構算法得到的金顆粒形狀透射電子顯微鏡的種常見工作模式TEM有四種基本的工作模式，作用各不相同。

1．圖像模式--形貌結構觀察。在這種模式下，TEM是一臺放大鏡，可以對樣品的形貌進行觀察，比如晶粒尺及分布，相結構，等等。電子顯微鏡講義TEMXX1127電子顯微鏡講義TEMXX11272．衍射模式---晶體結構。

在這種模式下，TEM是一臺電子衍射儀，我們看到的是電子被樣品散射后形成的衍射強度分布。大家對于XRD可能比較熟悉，而電子衍射相對陌生一些。其實，電子衍射在原理上跟XRD非常類似，只是實現(xiàn)的方式不同。電子衍射的強度在空間是三維分布。在TEM中，我們通常觀察到的是其中的一個截面，就是通常所說的電子衍射圖，或者叫電子衍射譜。截面的特征跟觀察的方向密切相關。單晶衍射模式多晶衍射模式電子顯微鏡講義TEMXX11273．高分辨像（HREM）---高分辨圖像。顧名思義，這種技術得到的圖像分辨率特別高。最新的技術已經(jīng)可以得到分辨率低于1埃的圖像細節(jié)。這樣的分辨率已經(jīng)小于很多材料里面原子之間的距離，因此可以利用這種技術研究材料的原子排列情況。尤其是在缺陷，界面，低維結構以及攙雜材料的研究中，這種技術大量應用。TEM和STEM都可以得到HREM圖像，因為其成像原理和利用的信號不同，它們在應用上有各自的特點和優(yōu)勢。GaN中的層錯高分辨像電子顯微鏡講義TEMXX11274．三維拓撲（electrontomography）---立體圖像。透射電子顯微術是一種平面成像技術，實驗得到的數(shù)據(jù)都是三維樣品在二維平面的投影。拓撲技術可以根據(jù)一系列二維圖片的信息按照特定的算法把三維結構復原出來。這一技術在生物和納米材料領域。已經(jīng)有很多應用。用于重構的二維圖片是廣義的，并不局限于幾何形貌，也可以是成分分布或者磁、電、應力等物理量的分布，重構得到的就是相應信息的三維分布。結合高分辨率和豐富的工作方式，拓撲技術在TEM領域的應用前景是非常廣的。電子顯微鏡講義TEMXX1127第三節(jié)TEM中電子衍射

及相機長度TEM原理及應用電子顯微鏡講義TEMXX1127

TEM電子衍射,其衍射幾何與X射線完全相同,——都遵循Bragg方程所規(guī)定的衍射條件和幾何關系.衍射方向可以由愛瓦德球(反射球)作圖求出.因此,許多問題可用與X射線衍射相類似的方法處理.概述電子顯微鏡講義TEMXX1127電子衍射能在同一試樣上將形貌觀察與結構分析結合起來。從底片上的電子衍射花樣可以直觀地辨認出一些晶體的結構和有關取向關系，使晶體結構的研究比X射線簡單。物質對電子散射主要是核散射，因此散射強，約為X射線一萬倍，曝光時間短。TEM電子衍射與X射線衍射相比的優(yōu)點電子顯微鏡講義TEMXX11272.電子衍射基本原理

——Bragg方程一般推導

2d

sin

n

（

）

注意：是產(chǎn)生衍射的必要條件，但不充分。衍射束L02θθR130晶面透射束dHKLd——衍射晶面間距（nm）

——入射電子波長（nm）。θ——Bragg角（°）這個公式的物理意義：當波長為λ的光以θ照射到晶面距為d的晶面原子上時就會在2θ角方向產(chǎn)生衍射。電子顯微鏡講義TEMXX1127Bragg公式推導法線

F

d在面內(nèi)不同點AE=BFδ=AE–BF=0在面間不同點δ=EB+BF=2dsinθ干涉條件？

1.相位相同，2.波程差是波長的整數(shù)倍nλ.∴2dsinθ=nλ

ABEF法線法線電子顯微鏡講義TEMXX11272dsinθ=nλ重要意義：把微觀難測量的量d與宏觀可測量的量θ（或L0和R

）相聯(lián)系起來。

衍射束L02θθR130晶面透射束dHKLR1R2R3d

θ（2θ）L0和R

測定L0

和R？電子顯微鏡講義TEMXX11273.簡單電子衍射儀中的電子衍射衍射束L0R2θθ晶面入射電子束透射束衍射屏(后焦面)中心透射斑(0級衍射)1級衍射R1R2R3電子顯微鏡講義TEMXX1127若n=1,則Bragg衍射公式可改寫為:2dsinθ=λ(2)由圖可知,tg2θ=R/L0∵θ是一小量,

∴2sinθ≈tg2θ≈R/L0(3)∴Rd=L0λ(4)式中,L0

為樣品(物面)到物鏡后焦面(衍射屏)的距離,稱為電子衍射儀的相機長度;

L0λ為電子衍射儀的相機常數(shù)。

衍射束L0R2θθ晶面入射電子束透射束衍射屏(后焦面)電子顯微鏡講義TEMXX11273.TEM中的電子衍射L?相機長度？二者的不同之處在于TEM中所得到的電子衍射圖像又經(jīng)過了二級放大。TEM電子衍射簡單電子衍射衍射束L0R2θθ晶面入射電子束透射束衍射屏(后焦面)物鏡物鏡的背焦面、像平面和中間鏡的物平面三面合一。物鏡后焦面物鏡樣品入射電子束f0簡單電子衍射L0電子顯微鏡講義TEMXX1127樣品各晶粒同名（HKL）面衍射線形成以入射電子束為軸、2

為半錐角的衍射圓錐。不同（HKL）衍射圓錐2

不同，但各衍射圓錐均共頂、共軸。多晶衍射環(huán)衍射環(huán)R熒光斑L?燈絲樣品R1R2R3電子顯微鏡講義TEMXX1127單晶電子衍射花樣是所有與反射球相交的倒易點（構成的圖形）的放大像。單晶衍射花樣H2K2L2000H1K1L1燈絲樣品R1R2R3L?電子顯微鏡講義TEMXX11274.TEM中電子衍射的相機長度對于晶格間距為d的第一級(n=1)衍射斑,依據(jù)Bragg衍射條件可知2dsinθ=λ(5)

λ已知，求d=?關鍵如何求sinθ？相機長度？L?R電子顯微鏡講義TEMXX1127∵tg2θ≈2sinθ,另由圖中的幾何關系可得:2sinθ≈tg2θ=OD/f0(6)d*OD/f0=λ(7)設中間鏡和投影鏡的放大倍數(shù)分別為MI

、MP,依據(jù)成像關系可得:R=OD·MI

·MP.即:OD=R/MI·MP(8)將式(8)代入式(7)得:Rd=f0·MI

·MP

·λ.定義:L=f0·MI

·MP(9)則有Rd=Lλ(10)R電子顯微鏡講義TEMXX1127兩個重要定義：1.TEM像征相機長度(L)

—是TEM中物鏡焦距、中間鏡及投影鏡放大倍數(shù)的乘積(L=f0·MI

·MP

).像征相機長度通常簡稱為TEM的相機長度;2.TEM相機常數(shù)(Lλ)——相機長度(L)與電子束波長(λ)的乘積。在某一TEM條件下是一定值。電子顯微鏡講義TEMXX11275.TEM相機常數(shù)的標定在日立H-600TEM上實驗拍攝的金單晶(200)的電子衍射花樣照片和晶格條紋。電子顯微鏡講義TEMXX1127已知條件：a.標樣金單晶(200)

的晶面距為0.204nm,b.加速電壓100KV(λ)c.從圖中測量出(200)晶面的第1級衍射斑的衍射半徑R=3.7mm,求相機長度(L)和相機常數(shù)(Lλ)?解:當加速電壓為100KV，λ

=0.0037nm依據(jù)式(10)計算相機長度為L=Rd/λ=3.7mm*0.204nm/0.0037nm=

204mm,相機常數(shù)為Lλ=Rd=0.755(nm·mm)RUr為入射電子的加速電壓的相對論修正電壓.Ur=U0

(1+01978×10

-6U0

)=100×103

(1+01978×10-6×100×103

)=109.78×103V電子顯微鏡講義TEMXX11276.問題

從下圖中測量出金單晶(200)

晶面的第1級衍射斑的衍射半徑R=14.9mm,計算相機長度及誤差。解：已知d=0.204nm,λ=0.0037nm,則相機長度為L=Rd/λ=14.9mm*0.204nm/0.0037nm=

821.5mm,已知標稱相機長度為0.8m,則誤差=[(821.5-800)/800]*100%=2.7%電子顯微鏡講義TEMXX1127第四節(jié)透射電子顯微鏡應用、制樣及實驗電子顯微鏡講義TEMXX1127透射電子顯微鏡制樣及實驗電子顯微鏡講義TEMXX1127透射電子顯微鏡樣品制備技術

TEM的樣品必須足夠?。ㄈ?00nm），根據(jù)不同的材料特性，主要有以下幾類制樣方法。

1．粉末分散：這種方法適用于粉末材料。這種方法非常簡單，只要把材料在合適的溶劑里分散，然后轉移到帶有支撐膜的銅網(wǎng)上就可以了。脆性的塊體材料在研缽里粉碎后，也可以用這種方法制樣。2．超薄切片：把材料先用樹酯包埋，固化后用特制刀具切出很薄的碎片。把碎片漂浮在合適的液體表面，然后再轉移到銅網(wǎng)上就可以了。3．離子減?。喊褖K體材料研磨到很薄，然后放在離子減薄機內(nèi)用能量較高的離子束轟擊，直到穿孔?？椎倪吘墪幸恍┖鼙〉膮^(qū)域適合電鏡觀察。

電子顯微鏡講義TEMXX11274．電化學拋光：把材料研磨到比較薄，放在合適的電解液里，加上一定的電壓，過一段時間后，材料上就會有一部分被腐蝕掉，出現(xiàn)適合觀察的薄區(qū)。5．機械研磨：這通常是作為其它制樣方法的前期步驟，但是有時候也可以作為一種獨立的方法使用。比如使用拋光機把樣品磨成楔形，邊緣部位就會出現(xiàn)很薄的區(qū)域。6．復形和萃取：這是比較古老的方法。復形就是復制形貌，有不同的操作方法，最終都是用碳膜把材料表面形態(tài)復制下來，然后噴鍍金屬增加襯度。萃取是把碳膜附著在材料表面，把材料腐蝕掉后，某些抗腐蝕的顆粒就粘附在膜上成為樣品。7．聚焦離子束刻蝕（FIB）：這是近年來新興的一種制樣方法。在特殊的掃描電鏡里，用聚焦的鎵離子束對沿一定的路線對樣品轟擊，最后挖成一個薄片。這種方法最大的優(yōu)點是位置精確，對于需要在特定位置進行觀察的樣品尤其適用。

這里只是簡要提到了幾種主要的TEM制樣方法，未必能應對所有材料的制備。每種方法都有其優(yōu)點和缺點，應該根據(jù)需要靈活選用。電子顯微鏡講義TEMXX1127雙噴電化學拋光適合觀察的薄區(qū)復形電子顯微鏡講義TEMXX1127做樣之前要思考的問題1.做什么：（顆粒大小及分布、核殼結構納米粒子、分散（團聚）、樣品形態(tài)（納米球形、納米棒、納米線、立方塊、空心球等等）、晶體結構分析，聚合物材料和復合材料內(nèi)部相結構等；2.TEM能否達到目的：根據(jù)TEM制樣要求和局限性。3.有沒有必要使用TEM？4.有沒有更合適的表征儀器？電子顯微鏡講義TEMXX11272，支持膜

——購買或制備電子顯微鏡講義TEMXX1127商業(yè)購買的支持膜種類微柵類

碳支持膜

超薄碳膜

純碳膜電子顯微鏡講義TEMXX1127

微柵類普通微柵：200目銅網(wǎng)微柵膜，是在支持膜上特意制作上微孔，孔徑為0.3-2微米，膜厚為15-20納米。噴碳后微孔上沒有殘留碳膜層，是透孔，特別適合于觀察粉末樣品或切片樣品的高分辨像，通常選擇觀察在微柵孔的邊緣（空洞）處的樣品，以得到較高襯度的高分辨像。電子顯微鏡講義TEMXX1127小孔微柵：孔徑小于0.3微米,可承載細微樣品。電子顯微鏡講義TEMXX1127碳支持膜國產(chǎn)超強支持膜碳支持膜是以國產(chǎn)銅網(wǎng)作載體,孔為圓孔,邊緣有鋸齒狀;膜以有機層為主，膜層較薄，背底一般影響很小,韌性強,不易破損。通常用水或乙醇分散樣品，支持膜均不會受腐蝕。銅網(wǎng)孔小大適宜，是觀察100nm以下樣品形貌像十分理想的載網(wǎng)支持膜。載網(wǎng)材料還有有鎳網(wǎng)和鉬網(wǎng)兩種(主要為進口支持膜)電子顯微鏡講義TEMXX1127超薄碳膜超薄碳膜也是支持膜的一種，它是在微柵孔上，搭載一層3-5nm的超薄碳膜，適合超細微粒粉末樣品的觀察，特別是對分散較好的10nm以下的樣品，可以達到高分辨觀察，不致從微柵孔上漏掉。電子顯微鏡講義TEMXX1127純碳膜是在碳支持膜的基礎上，將有機層用特殊方法去除后得到的純碳膜，膜厚7-10nm，很適合需要在有機溶劑或高溫下處理的樣品。電子顯微鏡講義TEMXX1127銅網(wǎng)的種類及形狀50目0.45mm100目0.25mm200目0.09mm400目0.04mm電子顯微鏡講義TEMXX1127支持膜種類膜厚nm微孔襯度強度耐溫抗溶劑適用倍率使用特點適用范圍碳支持膜7-10無一般較好一般一般中倍率樣品在碳和有機膜上一般樣品形貌觀察純碳膜7-10無一般很好最好最好中倍率樣品在碳膜上適合有機溶劑或加熱微柵膜15-200.3-2um最好較好較好較好高分辨率樣品在微孔邊緣觀察適合粉末或切片樣品的高分辨超薄碳膜3-5無很好較好較好較好高分辨率樣品在微孔上的超薄膜上適合極小粉末的高分辨電子顯微鏡講義TEMXX1127測試中心目前所用不同支持膜電子顯微鏡講義TEMXX1127制樣的基本工具碳支持膜碳支持膜夾子和銅網(wǎng)盒電子顯微鏡講義TEMXX1127用于ＴＥＭ測試的樣品有：納米粉末、塊狀、平面膜。樣品制備方法：滴液法、超薄切片法、復型法、離子減薄等（主要無機樣品）。電子顯微鏡講義TEMXX1127粉末樣品制備——滴液法電子顯微鏡講義TEMXX1127由于掃描電鏡(SEM)分辨率低,不能清晰地看到納米顆粒,粒度分析儀只能分析數(shù)百納米以上的微粒,且不能直觀地展現(xiàn)粒子形態(tài)。對于納米材料,只有透射電鏡(TEM)是最清晰、直觀、有效的分析儀器。但是,由于納米材料表面效應大、吸附能力強,極易團聚,通常所用的粉末制樣方法不能將顆粒分散開,很難分辨出粒子的大小與形狀。電子顯微鏡講義TEMXX1127

一般的納米粉末分為納米粒子，納米棒，納米線，納米帶，納米纖維，納米薄片等等，這類樣品是制樣最方便的。

對于高分子的納米顆粒，因為襯度問題很難觀察，通常要染色以后再看。不過如果能適當降低電壓來增加襯度也是一種選擇。

電子顯微鏡講義TEMXX1127納米粉末樣品制備的幾個問題1分散劑的選擇對于納米粉末,干撒于載網(wǎng)上,觀察到的多是團聚塊,而且易滑落污染鏡筒。一般選擇溶劑作分散劑使顆粒分散成懸濁液,再滴于載網(wǎng)膜上.

由于不同材料的表面性質不同,所用分散劑亦應不同。對分散劑的要求,1，能與待分析材料相互浸潤而不溶解,且不溶解銅網(wǎng)上的支持膜;2，分散劑有良好的揮發(fā)性,且在濾紙上有適當?shù)臄U散速度.揮發(fā)性能好,能確保納米粒子團聚前即粘附于銅網(wǎng)上。納米顆粒隨分散劑的擴散而分散開來,若擴散速度太快顆粒大多流失,不便觀察,反之,則顆粒聚集,也達不到觀察目的.電子顯微鏡講義TEMXX1127

注意：

a.有的樣品用乙醇會團聚，觀察效果不佳，必須用水或者THF來做，也是可行的。

b.水的分散對一般的銅網(wǎng)都不浸潤，所以掛的時候要多撈幾次，或者用反向鑷子提拉幾次看到上面有水滴即可，實在撈不到水滴，其實也應該吸附了不少納米粒子了。不過水分散的樣品要長時間烘烤，否則抽真空的時間就會很長，而且會影響泵油的壽命。

c.THF常用來分散CNT等碳材料，只是要注意不要太多，另外也需要加大烘烤時間。電子顯微鏡講義TEMXX1127超聲波的使用將納米材料加入分散劑后,用手搖動或攪拌,很難破壞顆粒間的作用力。為此,采用超聲波進行超聲處理,時間一般為10-30min左右較好。對于一些重金屬材料或表面能較大的材料,超聲波一停,立即會出現(xiàn)沉淀或團聚現(xiàn)像,取出的樣品與吸管吸取位置有關,重復性差,不足以反映樣品的真實狀態(tài)。因此,必須在超聲波振蕩器中迅速于溶液中間位置取樣,確保分析結果具有代表性。最好用毛細管吸起一定深度的樣品（因為毛細管在插入的過程中能保證均勻取樣），然后滴1-2滴到銅網(wǎng)上。電子顯微鏡講義TEMXX1127表面活性劑的選擇為克服表面能,防止團聚,使用了表面活性劑。方法是將加有少量表面活性劑的分散劑與納米材料充分混合,使顆粒均勻地分散形成懸濁液。由于顆粒表面吸附有近于單分子層的表面活性劑,滴于載網(wǎng)上干燥后,不易團聚。常用的表面活性劑有亞甲基二萘磺酸鈉(NNO)、油酸鈉、焦磷酸鈉等。電子顯微鏡講義TEMXX1127納米材料直接分散于支持膜內(nèi)一些尺寸小于10nm的特細納米材料,即便采用上述三種方法有時仍達不到理想的分散效果。為此,將粉末直接加入制備支持膜用的聚乙烯醇縮甲醛溶液中,并使其充分分散,像通常制備支持膜那樣制膜和撈膜于銅網(wǎng)上。該方法只能用于粒徑極小、比重也較輕的納米材料.

電子顯微鏡講義TEMXX1127制樣基本過程：一般的納米粒子用乙醇等分散劑超聲分散10-30min.濃度在0.5-3%左右。2.用滴管、毛細管滴加1-2滴到銅網(wǎng)上，或者用鑷子夾了銅網(wǎng)到分散好的懸濁液里面提拉一下，就應該能保證有足夠的粒子掛上。3.對于易揮發(fā)樣品，可直接放在樣品盒里自然干燥。對遇難揮發(fā)也可用紅外燈烘烤一下，盡量除去溶劑，以保護機械泵的油被污染。注意有些樣品的烘烤是會損毀樣品形貌的，這個就要較長時間的晾干，或者用反向鑷夾住，用電吹風的冷風吹干。電子顯微鏡講義TEMXX1127納米顆粒樣品制備實例1,取適量的粉末和乙醇分別加入小試管（0.5-3%），進行超聲振蕩10~30min，用玻璃毛細管吸取粉末和乙醇的均勻混合液，然后滴2~3滴該混合液體到微柵網(wǎng)上（如粉末是黑色，則當微柵網(wǎng)周圍的白色濾紙表面變得微黑，此時便適中。滴得太多，則粉末分散不開，不利于觀察，同時粉末掉入電鏡的幾率大增，嚴重影響電鏡的使用壽命；滴得太少，則對電鏡觀察不利，難以找到實驗所要求粉末顆粒。

2,等15min以上，以便乙醇盡量揮發(fā)完畢；否則將樣品裝上樣品臺插入電鏡，將影響電鏡的真空電子顯微鏡講義TEMXX1127塊狀樣品制備方法

1,超薄切片法電子顯微鏡講義TEMXX1127超薄切片的制作超薄切片是在超薄切片機中進行的。要切出比較理想的超薄切片要求：1.一臺質量好的超薄切片機外，2.還要有滲透、包埋良好的包埋塊，3.合適的染色技術和效果4.要有好的切片刀以及操作者的熟練技術等。電子顯微鏡講義TEMXX1127超薄切片的原理超薄切片機是一種貴重的精密儀器，根據(jù)不同的進刀系統(tǒng)（熱膨脹式和機械進刀式）分為兩類超薄切片機：熱膨脹式超薄切片機是利用金屬桿熱脹冷縮產(chǎn)生長度變化的原理來進刀進行切片的，原理如下圖所示，樣品在樣品桿的帶動下快速通過鋒利的刀刃，并削下樣品突出刀刃的部分。由于樣品桿在電熱絲的加熱下穩(wěn)定并極其緩慢地伸長，可以有控制地切下極?。ǜ鱾€型號的切片機性能有所不同，一般能切出厚度為幾納米到上百納米的切片）的切片。切片的厚度取決于加熱電流的大小，電流越大，膨脹越迅速，切片就越厚。電子顯微鏡講義TEMXX1127機械進刀式的超薄切片機是以微動螺旋和微動杠桿來提供微小進刀而切出切片的，它操作方便，而且可以切出較大面積的切片。電子顯微鏡講義TEMXX11271.超薄切片機

A.切片機的分類：低溫切片機和常溫切片機。

B.適用范圍：主要用于高分子、生物等樣品的制作。電子顯微鏡講義TEMXX1127C.超薄切片機使用方法：

a.常溫切片機：將樣品包埋或制成5mm直徑的樣條，使用切片機將樣品切在水槽內(nèi)，用微柵撈起即可，用于Tg高于60℃。

b.低溫切片機：將彈性樣品制成2～2.5mm的樣條放入切片機中。待樣品、刀、腔室均達到－100℃以下，即可制作樣品。電子顯微鏡講義TEMXX1127電子顯微鏡講義TEMXX1127電子顯微鏡講義TEMXX1127我們的超薄切片機廠家：美國RMC公司型號：PowertomeXL基本技術參數(shù)：切片厚度：1-999nm

切削速度：0.1-49.9mm/sec

切削區(qū)域：0-15mm,控制精度0.05mm.電子顯微鏡講義TEMXX1127切片之前的準備工作——包埋劑配制、樣品滲透和包埋、樣品固化。滲透和包埋的目的是使包埋劑逐步滲透入組織細胞內(nèi)，以便與細胞外的包埋劑同時聚合，保證能切出質量優(yōu)良的超薄切片。電子顯微鏡講義TEMXX1127包埋液的基本要求：1.硬度適宜而且均一,有良好的切割性能，目前通用的包埋劑切割性能都很好。一般來說，Epon和非極性丙烯酸樹脂的切割性能要比低粘度的環(huán)氧樹脂（如Spurr等）以及極性丙烯酸樹脂（如LowicrylK4M等）好；2.有足夠的低粘度，以保證能自由地滲入樣品；3.對樣品的傷害不大，聚合前后體積變化不大，環(huán)氧樹脂聚合前后體積變化不大（體積大約收縮2%），而丙烯酸樹脂收縮相對大一些（體積收縮15-20%體積；4.能經(jīng)受電子束轟擊；5.透明度好，高倍電鏡下不顯示本身任何微細結構；6.毒性低，使用方便，但目前使用的包埋劑在聚合之前都有毒，操作時要注意。電子顯微鏡講義TEMXX1127常用包埋劑及配方根據(jù)上述對包埋劑的要求，目前在電鏡技術上使用的包埋劑種類頗多，主要：1.普遍使用的是環(huán)氧樹脂，2.丙烯酸樹脂(在免疫和細胞化學技術中會使用到)。電子顯微鏡講義TEMXX1127電子顯微鏡講義TEMXX1127環(huán)氧樹脂（epoxyresin）環(huán)氧樹脂是一類具有末端環(huán)氧基的甘油多聚酯。它的分子中有兩種反應基團，即環(huán)氧基團（epoxidegroup）和氫氧基團（hydroxylgroup）。其末端基團易與含有活性氫原子的化合物如胺類（如DMP-30，DMAE，乙二胺等，又稱催化劑或加速劑）反應，使單體首尾相連接形成長鏈聚合物。此外，在單體中的氫氧基團能與有機酸酐（如MNA，DDSA，九烷基琥珀酸酐，NSA等，又稱硬化劑或固化劑）結合，使單體分子形成橫橋。所以，環(huán)氧樹脂以單體滲入細胞組織，而這種單體在一定的溫度條件下，在硬化劑和加速劑作用下，就形成一個非常耐溶劑和耐化學腐蝕的交鏈穩(wěn)定的三維空間聚合體。電子顯微鏡講義TEMXX1127為了改善聚合體（包埋塊）的切割性能，還會在環(huán)氧樹脂包埋配方中加入增塑劑，以調節(jié)包埋塊的韌性。環(huán)氧樹脂包埋劑對細胞微細結構有較好的保存性能，聚合后體積縮小較少，而且在真空中能經(jīng)受較長時間的轟擊。但它的操作不太方便，反差較弱。環(huán)氧樹脂的型號較多，常用Epon812，Spurr樹脂（ERL-4206）等，電子顯微鏡講義TEMXX1127Epon812包埋劑

Epon812是一種進口樹脂，它是一種長鏈的脂肪族環(huán)氧化合物，是目前國際上普遍采用的一種優(yōu)良包埋劑，粘度為150-210cP（在25℃）。該包埋劑的配制方法甚多，但一般都按1961年Luft提出的配方進行。其配方如下：

A液：Epon81262ml;DDSA100mlB液：Epon812100ml;MNA89mlDDSA是十二烷基琥珀酸酐（Dodecenylsuccinicanhydride）的簡稱。它是一種可得到軟性包埋塊的長鏈脂肪族分子。MNA是甲基內(nèi)次甲基二甲酸酐（MethylNadicanhydride）的簡稱，又稱六甲酸酐，它有兩個鏈環(huán)，能獲得較硬的包埋塊。DMP-30是2，4，6-三（二甲基氨基甲基）苯酚（2，4，6-Tris（dimethylaminomethyl）phenol）的簡稱。它能加速固化過程。電子顯微鏡講義TEMXX1127上述配方若改變A液和B液的比例則可調節(jié)聚合塊硬度，A液多則軟，B液多則硬。通常冬天使用A:B=2:8；夏天使用A:B=1:9，可視組織的硬度和氣候不同選擇其比例。配制時可先分別配制A液和B液，然后將A液和B液按一定比例混合后，再加入1-2%的加速劑，邊加邊攪拌，使其充分混合。Epon812的聚合溫度為：37℃過夜，60℃24-36小時。在固化之前要使用適度的真空度以排除樣品和溶液中的氣體。為了方便操作，也有人將Epon812，DDSA，MNA三種成分按一定比例直接混合使用。電子顯微鏡講義TEMXX1127根據(jù)南方地區(qū)的氣候條件，可用下列配方：

Epon81251mlDDSA12mlMNA37mlDMP-301.8-2ml聚合條件&室溫過夜，60℃8-12h電子顯微鏡講義TEMXX1127Spon812是環(huán)氧樹脂配方“EPON812”直接的替代品，是電子顯微鏡領域最廣泛使用的埋封樹脂。它既是埋封生物組織材料,又可埋封固體催化劑或其它塑料樣品。Spon812樹脂在固化狀態(tài)下對四氧化鋨具有相當?shù)亩栊裕栽谏茖W和材料學應用中經(jīng)常被用于四氧化鋨的染色。目前市場能夠買到的是SPON812套裝。電子顯微鏡講義TEMXX1127Spurr樹脂（ERL-4206包埋劑）

這是1969年由Spurr推薦使用的包埋劑，所以也稱Spurr樹脂。它含有兩個環(huán)氧基，是一種低粘度（25℃時，7-10cP）的環(huán)氧樹脂。由于具有粘度低的特點，所以近年來一些實驗室已開始使用它。其配方可按表{chap5Spurr}中各種成分的比例，即可獲得不同性能的包埋塊。其配方如下：

Spurr樹脂包埋劑配方成分（g）標準硬度硬軟快速聚合配方緩慢聚合配方VCD10.010.010.010.010.0DER-7366.04.07.06.06.0NSA26.026.026.026.026.0DMAE0.40.40.41.00.2聚合時間70℃（h）888316混合時間（天）3-43-43-427電子顯微鏡講義TEMXX1127VCD是二氧化乙烯環(huán)己烯（vinylcyclohexenedioxide）的簡稱。它的分子小，粘度低，聚合塊硬度大。DER-736是diglycidyletherofapolypropyleneglycol的簡稱。它屬于脂肪族，分子小，有低粘度性質，可調節(jié)包埋塊的硬度。NSA是nonenylsuccinicanhydride的簡稱。它是一種特殊的硬化劑，應避免暴露在潮濕的大氣中，以防環(huán)氧或酐鏈的水解作用。DMAE是dimethylaminoethanol的簡稱。它是催化劑，增加催化劑的比例，可以縮短聚合的時間。電子顯微鏡講義TEMXX1127Spurr樹脂最終硬度可用DER-736的量來調節(jié)。配制時，先把前三種成分混合后，最后才加入DMAE，但從開始到混合完成，達到淡黃色狀態(tài)需3-7天。此包埋劑在70℃，一般8小時即可完全聚合，用陳舊的包埋劑時，則聚合時間會減少。因Spurr樹脂嗜氧，聚合時不要加蓋。包埋劑最好是用新鮮配制，但為了方便，可預先配制好保存在低溫和防潮的環(huán)境中。Spurr樹脂與Epon812樹脂相比粘度低，操作方便，但毒性比Epon812樹脂大，所以操作時要更加小心，此外，Spurr樹脂各成分間的分子量大小差異較大，在組織中的滲透速度不一，容易個別成分造成滲透不均，而導致局部聚合不完全，染色效果不佳。電子顯微鏡講義TEMXX1127丙烯酸樹脂（acrylicresin）

丙烯酸樹脂無色透明的，由丙烯酸衍生物聚合而成。丙烯酸單體粘度低，可以在低溫下滲透及聚合，因而能滿足免疫和細胞化學技術低溫操作的要求。其聚合方式有兩種，熱聚合和紫外線照射聚合。但它對脂類等成分的抽提比環(huán)氧樹脂嚴重，為此它也需要在較低的溫度下使用才可能減少抽提作用。此外，聚合前后丙烯酸樹脂的體積變化較環(huán)氧樹脂大（體積大約收縮10-20%），并且它在電子束的照射下穩(wěn)定性比環(huán)氧樹脂低，放熱的聚合過程可引起組織細胞結構的損傷，致敏性也比環(huán)氧樹脂強，使用時要小心防護。一般來說，除了免疫和細胞化學技術外，超微結構的研究并不推薦使用它。在電鏡中使用較多的丙烯酸樹脂有倫敦白膠（LRWhite）和Lowicryl系列的樹脂。電子顯微鏡講義TEMXX1127在電鏡中使用較多的丙烯酸樹脂有倫敦白膠（LRWhite）和Lowicryl系列的樹脂。丙烯酸單體粘度低，可以在低溫下滲透及聚合，因而能滿足免疫和細胞化學技術低溫操作的要求。其聚合方式有兩種，熱聚合和紫外線照射聚合。它對脂類等成分的抽提比環(huán)氧樹脂嚴重，為此它也需要在較低的溫度下使用才可能減少抽提作用。此外，聚合前后丙烯酸樹脂的體積變化較環(huán)氧樹脂大（體積大約收縮10-20%），并且它在電子束的照射下穩(wěn)定性比環(huán)氧樹脂低，放熱的聚合過程可引起組織細胞結構的損傷，致敏性也比環(huán)氧樹脂強，使用時要小心防護。一般來說，除了免疫和細胞化學技術外，超微結構的研究并不推薦使用它。電子顯微鏡講義TEMXX1127倫敦白膠（LRWhite）

倫敦白膠含有7種不同的丙烯酸單體和2種增塑劑，引發(fā)劑是BPO（dibenzoylperoxide），加速劑為N，N-dimethylparatoluidine，但具體的配方和成分沒有報道。它的粘度低，滲透能力強，可用于較大的組織塊或致密的組織，由于它有一定的親水性，方便水性染料進入，染色效果佳，使用非常方便，通常買回來的是已經(jīng)混合好的試劑，但由于BPO已經(jīng)加入，必須一直保存在4℃中，以防其自發(fā)聚合，即便這樣，它的有效期僅為12個月。倫敦白膠可以微溶于水，因而可以采用部分脫水方案，但不能使用丙酮作為脫水劑。氧氣會抑制聚合反應的進行，因而聚合時要在模塊中注滿包埋劑并蓋緊蓋子。此外，倫敦白膠不能在-15℃以下的溫度使用。為了方便運輸和儲存，也有未加BPO的倫敦白膠（uncatalysedLRWhite）出售，這種試劑需要加入催化劑（9.9g催化劑/500gLRWhite）充分攪拌并室溫放置24小時以上才能使用。充分混合的包埋劑同樣保存在4℃中，一旦加入催化劑后，它的有效期便為12個月。電子顯微鏡講義TEMXX1127Lowicryl系列包埋劑

Lowicryl系列包埋劑是專為低溫（-20℃以下）包埋設計的包埋劑。它有兩種類型：一種是極性樹脂，K4M（最低滲透溫度為-30℃，最低聚合溫度為-50℃）和K11M（最低滲透溫度為-60℃，最低聚合溫度為-60℃）；另一種是非極性樹脂，HM20（最低滲透溫度為-50℃，最低聚合溫度為-50℃）和HM23（最低滲透溫度為-80℃，最