
场发射透射电子显微镜能够利用高能电子束穿透超薄样品,对材料内部的微纳米结构进行成像、衍射和元素分析,是开展纳米材料、晶格结构、界面结构和微观缺陷研究的重要技术手段。
仪器及技术简介
FE-TEM可在纳米尺度甚至晶格尺度下观察材料内部结构,并可结合TEM、STEM、HAADF、SAED、CBED、HRTEM和EDS等分析模式,获取材料的形貌、晶体结构、缺陷和元素组成信息。
该技术适用于纳米材料、金属及合金、半导体材料、能源材料、催化材料、陶瓷材料、薄膜材料及多相复合材料等研究。
可开展的检测项目
1.纳米级形貌与Z衬度成像
采用TEM和HAADF-STEM等成像方式,对微纳米颗粒的形貌、尺寸、分散状态和内部结构进行观察。
HAADF-STEM成像可利用原子序数衬度辅助区分多相材料中不同组成区域,为重元素与轻元素富集区域的识别提供依据。
2.微区晶体结构与物相鉴定
通过选区电子衍射和会聚束电子衍射,获取纳米尺度微区的电子衍射信息,用于物相标定、晶体结构分析和对称性研究。
3.原子与晶格级高分辨成像
采用高分辨透射电子显微成像观察材料的晶格条纹、晶格间距、相界面和局部结构。
设备可提供约0.24nm点分辨率的相位衬度成像能力,实际成像效果与样品厚度、制样质量、材料性质及测试条件有关。
4.微观缺陷深度表征
通过明场、暗场和弱束暗场等成像方式,对材料中的位错、层错、晶界、相界和纳米级析出相进行观察和分析。
适用于研究材料变形机制、热处理组织、强化相、界面结构及微观缺陷演化。
5.纳米级元素成分分析
结合EDS分析,可对纳米尺度区域开展元素定性、半定量分析和元素面分布分析,用于研究颗粒、界面、析出相及局部异常区域的元素组成。
可重点解决的问题
- 观察纳米颗粒的形貌、尺寸和分散状态;
- 分析多相材料中的纳米级组织结构;
- 鉴定微区物相和晶体结构;
- 测量晶格间距并观察相界面结构;
- 分析位错、层错、晶界和纳米析出相;
- 研究纳米尺度元素组成及空间分布;
- 为新材料研发和结构—性能关系研究提供数据支撑。
样品基本要求
- 常规透射电镜样品一般制备为直径约3mm的薄片;
- 样品透射区域厚度通常应小于100nm,高分辨分析区域一般需更薄;
- 样品应无明显磁性,并应提前说明材料是否具有潜在磁性;
- 样品应无污染、无明显残留、无水分及易挥发成分;
- 样品在高真空和电子束照射条件下不应明显分解、挥发或熔化;
- 粉末、薄膜、块体、截面及界面样品需要采用不同制样方法;
- 生物及有机样品通常需要进行特殊固定、包埋或冷冻制样处理;
- 具体制样方案应根据材料类型和检测目标提前确认。
委托检测建议
提交需求时,建议提供材料类型、主要成分、样品形态、制备工艺、目标物相、拟观察区域以及需要解决的科研问题。
如需开展HRTEM、SAED、缺陷分析或界面分析,应明确目标区域和研究目的,并提前确认是否需要离子减薄、FIB制样、超薄切片或其他专项制样。
技术协作说明
透射电镜检测对样品制备质量要求较高,制样方法会直接影响图像和分析结果。研究院将根据具体样品情况,协同专业实验室评估制样方案和检测可行性。
检测周期、制样费用、测试区域数量及数据分析深度根据具体项目确定。如需资质检测报告,应在委托前确认相应实验室的资质范围。