扫描电镜STEM模式的应用

扫描电镜STEM模式的应用

透射电镜的加速电压较高(一般为120-200kV)，对于有机高分子、生物等软材料样品的穿透能力强，形成的透射像衬度低，而扫描电镜的加速电压较低(一般用10^-30kV)，因此应用其STEM模式成透射像，可大大提高像的衬度。图3所示为有机太阳能电池用的高分子/富勒烯薄膜（有机固体实验室样品）的透射电子像，在用透射电镜观察其分相结构时，由于两部分衬度都低，因此几乎无法区分，而应用扫描电镜的STEM模式观察时，可清楚地观察到两相的结构。

应用透射电镜观察生物样品时，由于样品的衬度很低，须经过铀、铅等重金 属染色才能获得其结构信息，然而染色不仅麻烦而且可能会改变样品的结构。在 应用扫描电镜的STEM模式观察生物样品时，样品无需染色直接观察即可获得较 高衬度的图像，图4为应用STEM模式观察得到的未染色的生物品的电镜图，可 以看到其纳米尺度的片层结构。

除了可显著提高透射像的衬度外，应用扫描电镜STEM成像还有一个优势是可对样品同时成扫描二次电子像和透射像，既可以得到同一位置的表面形貌信息又可以得到内部结构信息，避免了在扫描电镜和透射电镜之间转换样品、定位样品的麻烦。图5所示为应用扫描电镜观察有机螺旋纳米线(光化学实验室样品)得到的二次电子像和透射像(STEM明场像和暗场像)，从二次电子像可以清楚地观察到纳米线的螺旋结构，从透射像可以看出纳米线是实心结构非空心管结构。

总之，随着科学研究的深入对于物质结构分析的要求越来越高，扫描电镜STEM透射模式由于其衬度高、损伤小等特点，非常适合于有机高分子、生物等软材料的结构分析，将在此类材料的分析表征中发挥不可替代的作用。