总结：本文系统介绍了透射电镜TEM的入门知识，包括基本工作原理、核心组件的功能与分类，详细阐述了 TEM 的应用场景、图像类别及样品要求。
读者可学习到TEM的基础理论与关键操作相关知识，了解如何根据研究需求选择样品类型、图像模式及组件配置，为开展材料微观表征研究打下扎实基础。
透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope，简称 TEM），其基本原理简单来说是把经过加速和聚集的电子束投射到非常薄的样品上，电子与样品中的原子发生碰撞会改变方向，从而产生立体角散射。散射角的大小与样品的密度、厚度等因素有关，从而会形成明暗不同的图像。图像在经过放大、聚焦后在成像器件（荧光屏、感光耦合器件）上显示出来。
发射电子。由阴极，栅极和阳极组成。阴极管发射的电子通过栅极上的小孔形成射线束。阳极电压对电子束加速加压后射向聚光镜。目前主流电子枪分为热电子发射型和场发射型两种，其中场发射电子枪的亮度、寿命、光源尺寸更为优秀。
其作用是将电子束聚集得到一平行光源照射在样品上。一般由两个以上透镜组成；第一个为短聚焦的强透镜，将电子束的有效光源尺寸缩小，调节亮度，成像于第二个透镜的物平面上；第二个的作用主要是改变电子束的孔径角，进而控制照射在样品上的光束面积。
装载需要观察的样品。目前主流样品杆分为单倾杆和双倾杆，一次可装1个样品。单倾杆主要用于拍摄形貌图像、无需转正带轴的简单高分辨图像。双倾杆可通过旋转寻找特定的晶面进行高分辨拍摄。
物镜：聚焦成像，一次放大。中间镜：控制成像模式（图像模式/电子衍射模式），二次放大。投影镜：三次放大。
将电子信号转化为可见光或数字信号，供操作员观察使用。
利用质厚衬度（吸收衬度）像，对样品的形貌进行观察，TEM采集的为透射投影像。
利用电子衍射、选取电子衍射等技术对样品进行物相分析，从而确定材料的物像、晶系，甚至空间群。
利用高分辨图像可以直接看到晶体中原子或原子团在特定方向上的投影像，可确定晶体结构。
利用衍射像和高分辨电子显微像技术，观察晶体中存在的结构缺陷，确定缺陷的种类、估算缺陷密度。
利用TEM所附加的能量色散X射线谱仪（EDS）或电子能量损失谱
利用TEM样品杆所附加的加热、加电、加力、加气、加液装置，原位观察样品的形貌、物相、元素等的改变
明场成像（Bright field image）：在物镜的背焦面上，让透射电子束通过物镜光阑而把衍射束挡掉得到图像衬度的方法。该成像是观察物品形貌的常用手段。
暗场成像（Dark field image）：将入射光束方向倾斜一定角度，使衍射束通过物镜光阑而把透射束挡掉所得到的图像衬度的方法。此图像有一定景深，可在微区观察样品表面形貌。
HRTEM可以获得结晶物的晶格条纹信息（反映晶面间距信息）；结构像及单原子像（反映晶体结构中原子或原子团配置情况）可以使用STEM模式配合球差矫正器获得。但要求样品厚度尽可能薄（小于10纳米最佳）。
可以观察一定区域内结构特征。其中单晶的衍射花样为斑点状，多晶的衍射花样为一系列同心圆环，非晶的圆环较非晶变成模糊状。
粉末、液体样品均可，过大的固体样品需要通过离子减薄、双喷、FIB、切片制样等等
样品需要足够薄，使电子束可以穿透而过。一般需要小于150 nm ，10-50 nm 最佳。
样品需要置于2-3 mm 的铜制载网上，网上附有支撑膜。
样品需要有足够的强度与稳定性，在电子束的辐照下不至于损坏或发生变化。
样品及其周围应保持清洁，避免污染。
END
原文标题：《透射电子显微镜（TEM）入门知识》
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