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透射掃描電子顯微鏡是一種結(jié)合了透射電子顯微鏡和掃描電子顯微鏡特點(diǎn)的復(fù)合型顯微鏡，能夠通過(guò)掃描樣品并透射電子束來(lái)獲得高分辨率的樣品圖像，廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)、納米技術(shù)、生物學(xué)等領(lǐng)域。
透射掃描電子顯微鏡的基本工作原理，包括以下幾個(gè)方面：
1、電子束的生成與加速
其工作始于電子源的產(chǎn)生。通常采用場(chǎng)發(fā)射槍或熱陰極電子槍（如鎢絲或LaB6）來(lái)生成電子。電子源產(chǎn)生的電子被加速，通常加速電壓在幾十千伏（kV）到幾百千伏之間，這些高能電子可以穿透大多數(shù)物質(zhì)。電子束經(jīng)過(guò)加速后，會(huì)進(jìn)入柱系統(tǒng)。
2、電子束聚焦與掃描
在電子束進(jìn)入柱系統(tǒng)后，它首先通過(guò)一系列電磁透鏡進(jìn)行聚焦。聚焦后的電子束非常細(xì)小，直徑可以達(dá)到納米級(jí)別。電子束的掃描是其特點(diǎn)，掃描是通過(guò)逐點(diǎn)激發(fā)樣品進(jìn)行的。在掃描過(guò)程中，電子束依次沿著樣品表面按照一定的順序掃描，并且每掃描一遍，便收集該位置反射或透過(guò)的電子信號(hào)。
3、樣品與電子束相互作用
在透射掃描電子顯微鏡中，電子束與樣品的相互作用決定了圖像的形成。當(dāng)高能電子束照射到樣品上時(shí)，樣品會(huì)發(fā)生不同程度的散射，部分電子會(huì)透射穿過(guò)樣品，而另一部分則會(huì)被反射或散射。透射的電子攜帶了關(guān)于樣品微觀結(jié)構(gòu)的信息，因此它們將被用來(lái)形成圖像。
4、信號(hào)的探測(cè)與圖像重建
關(guān)鍵技術(shù)之一是高效的信號(hào)探測(cè)系統(tǒng)。通過(guò)一組探測(cè)器，系統(tǒng)可以接收到透過(guò)樣品的電子束的信號(hào)。這些信號(hào)會(huì)被轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并經(jīng)過(guò)放大和處理，最終生成圖像。在成像過(guò)程中，探測(cè)到的每個(gè)信號(hào)點(diǎn)都代表了電子束掃描到的樣品位置的特定信息。
透射掃描電子顯微鏡是一種高精度、高分辨率的顯微鏡，通過(guò)掃描電子束與樣品的相互作用，結(jié)合透射電子信號(hào)的采集與處理，能夠提供表面和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的詳細(xì)圖像。它將透射電子顯微鏡與掃描電子顯微鏡的優(yōu)勢(shì)結(jié)合在一起，適用于多個(gè)研究領(lǐng)域，是探索微觀世界重要的工具。
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