《电镜图像的分析》课件.pptVIP

*****************导论了解电镜技术的基础本节将概述电子显微镜的基本原理和成像机制,为后续的深入学习奠定基础。掌握样品制备的关键步骤电镜成像需要经过精心的样品制备,包括固定、脱水、包埋和切片等步骤。了解图像分析的基本方法电镜图像的定量和定性分析涉及多种图像处理技术,如对比度调整、尺度校正等。电子显微镜的基本原理电磁透镜电子显微镜利用电磁透镜来聚焦和控制电子束,实现对样品的成像。电磁透镜能够通过电磁场对电子进行聚焦和偏转。电子束的产生电子显微镜利用热电子发射或场发射的方式来产生高能量的电子束,这些电子束被聚焦后照射到样品表面。工作原理电子束穿过或者反射于样品表面,电子与样品的相互作用被检测并放大,最终形成样品的图像。这就是电子显微镜的基本工作原理。电子光学成imaging电子光学成像是电子显微镜的关键技术之一。它利用电子束在样品表面扫描并产生放射信号来获取图像信息。通过复杂的电子光学系统,可以实现高分辨率、高对比度的电子显微镜成像。电子光学系统包括电子枪、电磁透镜、扫描线圈等部件,可精细地控制电子束在样品表面的轨迹和焦点位置,从而获得所需的成像效果。电子探测器与成像电子探测器电子显微镜使用各种探测器收集电子信号,包括二次电子探测器、背散射电子探测器和X射线探测器。这些探测器可以捕获样品表面微观结构和元素信息。图像成像探测器收集的信号被放大和转换为电子显微镜图像。通过控制电子束和探测器,可以获得不同类型的图像,如形态、元素分布和晶体结构等。图像分辨率电子显微镜可以达到亚纳米级的高分辨率,远高于光学显微镜,能够观察到物质的微观结构和原子排列。图像对比度利用电子探测器和电子束控制,可以调节图像的对比度,突出所需的结构和信息。这为材料分析提供了强大的工具。扫描电子显微镜的工作原理1电子束生成高能电子束由电子枪产生2电子束聚焦电子镜片将电子束聚焦在样品表面3样品扫描电子束在样品表面逐行扫描4信号检测二次电子或背散射电子被检测器捕获扫描电子显微镜通过高能电子束逐行扫描样品表面,检测二次电子或背散射电子信号,形成样品表面形貌的高分辨率图像。这种成像原理使得扫描电子显微镜在表面形态观察、微区元素分析等方面有广泛应用。透射电子显微镜的工作原理1电子束聚焦电子枪产生的电子束经过电磁透镜聚焦成一束细小而平行的电子束。2样品穿透电子束穿过极其薄的样品,样品中不同物质的电子吸收和散射不同。3电子检测透过样品的电子被收集放大,形成电镜图像在荧光屏或CCD上显示。透射电子显微镜利用高能电子束穿透极薄的样品,根据样品中不同物质对电子的吸收和散射程度的差异,在荧光屏或检测器上形成高分辨率的样品内部结构图像。通过控制电子束参数和样品制备,可获得样品内部的形态、组成和结构信息。样品制备的基本步骤1固定通过化学方法将样品固定在基板上,确保其形态不会发生变化。这一步至关重要,确保后续步骤能够保持样品原有的结构和性质。2脱水将水分逐步替换为有机溶剂,以确保样品在真空条件下不会破坏。这一步骤需要谨慎操作,避免对样品造成任何损伤。3包埋将脱水后的样品浸泡在树脂或蜡基质中,固化后形成一个整体。这有助于后续对样品进行切片和观察。样品的固定与脱水化学固定使用化学试剂如戊二醛或者锇酸对样品进行固定,保持其原有结构完整。脱水处理通过一系列酒精溶液浸泡,逐步去除样品中的水分。这有助于后续的包埋和切片。临界点干燥以二氧化碳作为转移媒介,在临界点条件下完全去除样品中残留的酒精。样品的包埋与切片1样品包埋将样品包埋入树脂或蜡块中,以固定其结构并便于切片。这一步是电镜样品制备的重要环节。2超薄切片使用超薄切片机,以纳米级厚度切割包埋好的样品,使电子束能够穿透并形成图像。3浮膜转移小心地将切片转移到电镜用的金属网格上,以便观察。这一步需要用到特殊的操作技巧。电子染色技术染色原理电子显微镜成像依赖于样品的电子吸收和散射特性。电子染色技术可以提高样品的电子对比度，增强细节结构的可视化。提高对比度常用的染色方法包括重金属染料的使用、免疫金标记和负染技术等,可有效增强样品的电子密度差异。样品制备电子染色需要细致的样品制备步骤,如化学固定、脱水、包埋等,以确保染色效果并保护原有结构。图像对比度的形成亮度差异图像对比度主要由不同区域的亮度差异产生。亮暗区域的对比度越大，图像越清晰。材料成分样品的化学成分和物理结构也会影响对比度。富含重元素的区域将更明亮。电子散射电子在样品中的散射程度不同也会产生亮暗差异。这种散射程度与样品的厚度和密度有关。染色增强通过化学染色可以增强特定物