电子显微学及行业年会

电子显微镜是用一束电子照射到样品上并将其组织结构细节放大成像的显微镜。根据成像特点,目前广泛使用的电子显微镜有:①透射电子显微镜;②扫描电子显微镜;③扫描透射电子显微镜。

 

现代电子技术的飞速发展使得电子显微镜中的电子信号可被直接转化为数字信号而存入计算机中。这种记录电子信号的新方式使得传统的暗房操作成为多余,并产生了一门主要运用数字信号的新电子显微学——数字电子显微学。然而由于价钱和记录电子显微像时间的限制,目前电镜中常用的CCD电子数字探测器尺寸一般不超过1024乘1024,对于许多应用似乎不够。数字电子显微学中面临的第一个问题就是在将一个连续的像函数I(x,y)转化为一个离散函数I(x,,y,)时,究竟需要选取多少取样点或多大尺寸的CCD数字像机(例如512乘512还是1024乘1024)来记录显微照片。另外应用商业图像软件时我们时常面临空间和倒易空间取样矛盾的问题,例如为了在高分分辨模式下在空间里得到尽可能保真的电子显微镜照片,人们一般倾向在高倍放大数倍下记录照片。然而实空间里得到尽可能保真的电子显微照片,人们一般倾向在高倍放大数倍下记录照片。然而实空间的取样率越高,倒空间里的取样率就越低,两者一般倾向在高倍放大数倍下记录照片。然而实空间的取样率越高,倒空间里的取样率就越低,两者互成反比关系。这对矛盾对于不少问题来说将似乎是灾难性的。例如对于电子全息重构,首先需要在实空间里得到高分辨率的电子全息图,然后在重构过程中又需要对与电子全息图相对应的光学衍射图进行尽可能精确的处理。

 

扫描透射电子显微镜 (scanning transmissionelectron microscopy,简写为STEM) 在扫描电子显微镜中,一般都是利用从样品表面发出也就是背射的二次电子成像,由于要安装各种信号的探测器,不得不将样品到物镜的距离加大到约10mm,这就使像的分辨率停留在几十埃到一百埃的水平上。如果使用薄膜样品,不但在背射方向有二次电子逸出,在透射方向也有二次电子逸出。在透射方向安置二次电子探测器就可以使样品位置移到距物镜较近的地方,显著提高二次电子像的分辨率。专门设计的扫描透射电子显微镜的分辨率也已达到2~3┱的水平,在晶体缺陷的衍衬像、晶体的点阵像以及单个原子成像诸方面都已达到较高水平。

 

扫描透射电子显微镜方面比较突出的进展还是在透射电子显微镜中添加电子及X射线探测器,变成一个微区成分和微区晶体结构分析的有力工具。将电子束聚焦到样品上,不但能观察20~30┱的组织形貌细节,并可以从X射线能谱分析及电子能量损失谱中得出这么微小区域的化学成分,从微区电子衍射得到它的晶体结构资料,这是近几年来电子显微学中发展较快的领域,称为分析电子显微学(analytical electron microscopy,简写为AEM)。

 

2017年度北京市电子显微学年会
2017年12月19日,一年一度的“2017年度北京市电子显微学年会”在北京天文馆4D科普剧场如约召开。200余位电子显微学相关技术及应用专家学者、厂商代表等不畏严寒,参加了本次年终电镜学术交流会。
年会由北京市电镜学会、北京理化分析测试技术学会主办,旨在推动北京及周边省市广大电子显微学的学术及技术水平,促进电子显微学工作者在材料科学、生命科学等领域的应用、发展和交流。
按照惯例,年会邀请多位相关专家学者做了电镜技术的最新进展、电镜技术的应用探究等报告,同时也请电镜仪器、能谱仪器供应商,以及电镜样品制备设备供应商介绍了最新的电镜及相关仪器技术的最新进展。
据张申金介绍,长期以来,深紫外波段缺乏实用化、精密化激光源,制约了深紫外科学仪器和前沿研究的发展,而深紫外全固态激光重大优势对多学科提供了一种发展新型科装备的新技术。2007-2012年,财政部国家重大科研装备研制项目中,开始了对我国深紫外波段装备在相应科研应用领域“第一桶金”的挖掘。中科院理化所就承担了其中材料及器材等方面的攻关工作。经过多年的努力,实现原创性、高质量KBBF晶体小批量生产和高抗损伤棱镜耦合器件的研制成功。将光发射电子显微镜的观测精度拓展到纳米尺度空间分辨率,能量分辨率实现了近量级的提高,推动了相应仪器行业科技的进步。
实验室常用的病毒检测技术包括核酸检测,抗原、抗体检测,组织细胞培养、组织病理,形态检测等。其中TEM检测病毒具有快速(条件具备情况下10-15min内可完成检测)、开放性视野、全息捕获、非核酸序列依赖、非蛋白信息依赖等优势。宋敬东介绍到,电镜技术对于鉴定新病原体或未知病原体是必不可少的。TEM检测过程中,病毒样本的采集及样本制备对于检测成败至关重要,而且整个过程始终要有生物安全意识及相应措施,另外,为达到更好地检测结果,电镜技术还需与其他检测方法、技术联合应用。
杨小鹏主要介绍了近来牛津仪器在能谱仪、EBSD探测器方面推出的革命性产品和技术。能谱仪方面,牛津仪器推出了新的能谱方式——实时能谱AztecLive,相比传统能谱的顺序完成样品移动和采集,AztecLive可实现同时完成样品移动和采集,达到实时采集电子图像、元素分布。如此,样品移动时,可得到动态总谱图,定性元素;样品静止时,得到更详尽的元素面分布图,这样就避免了错过任何感兴趣的区域。同时,AztecLive得到了更快硬件Ultim Max EDS探测器、新一代处理器X4的支持。使得整体能谱仪产品达到更高效、更方便、更准确的效果。接着,EBSD探测器方面,基于CMOS技术的Symmetry探测器达到比基于CCD技术最多快30倍的惊人效果,是一种集高速(与3000点/秒)、高灵敏、高分辨于一身的新一代EBSD探测器。

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