掃描電鏡中STEM透射模式的應(yīng)用
透射電鏡的加速電壓較高(一般為120-200kV),對于有機高分子、生物等軟材料樣品的穿透能力強,形成的透射像襯度低,而掃描電鏡的加速電壓較低(一般用10-30kV),因此應(yīng)用其STEM模式成透射像,可大大提高像的襯度。
有機太陽能電池用的高分子/富勒烯薄膜(有機固體實驗室樣品)的透射電子像,在用透射電鏡觀察其分相結(jié)構(gòu)時,由于兩部分襯度都低,因此幾乎無法區(qū)分,而應(yīng)用掃描電鏡的STEM模式觀察時,可清楚地觀察到兩相的結(jié)構(gòu)。
應(yīng)用透射電鏡觀察生物樣品時,由于樣品的襯度很低,須經(jīng)過鈾、鉛等重金 屬染色才能獲得其結(jié)構(gòu)信息,然而染色不僅麻煩而且可能會改變樣品的結(jié)構(gòu)。
在應(yīng)用掃描電鏡的STEM模式觀察生物樣品時,樣品無需染色直接觀察即可獲得較 高襯度的圖像,圖4為應(yīng)用STEM模式觀察得到的未染色的生物品的電鏡圖,可以看到其納米尺度的片層結(jié)構(gòu)。
除了可顯著提高透射像的襯度外,應(yīng)用掃描電鏡STEM成像還有一個優(yōu)勢是可對樣品同時成掃描二次電子像和透射像,既可以得到同一位置的表面形貌信息又可以得到內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息,避免了在掃描電鏡和透射電鏡之間轉(zhuǎn)換樣品、定位樣品的麻煩。
應(yīng)用掃描電鏡觀察有機螺旋納米線(光化學(xué)實驗室樣品)得到的二次電子像和透射像(STEM明場像和暗場像),從二次電子像可以清楚地觀察到納米線的螺旋結(jié)構(gòu),從透射像可以看出納米線是實心結(jié)構(gòu)非空心管結(jié)構(gòu)。
總之,隨著科學(xué)研究的深入對于物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析的要求越來越高,掃描電鏡STEM透射模式由于其襯度高、損傷小等特點,非常適合于有機高分子、生物等軟材料的結(jié)構(gòu)分析,將在此類材料的分析表征中發(fā)揮不可替代的作用。