实验室简介
电子显微镜实验室(筹)现已安装两台大型分析仪器：透射电子显微镜(型号：JEM-2100HR TEM)和聚焦离子束-扫描电子显微镜(FIB/SEM)双束系统(型号：Zeiss Auriga Compact)。两台设备均配有牛津X射线能谱仪(型号Oxford X-Max 80)。TEM可以对矿物、岩石、化石、陨石等样品进行形貌观察、晶体结构研究及成分分析。FIB/SEM可以实现定点制备高质量的TEM样品、MEMS器件电路修复、岩矿样品的三维形貌和成分分布等多种功能分析。
仪器介绍
一. 透射电子显微镜
透射电子显微镜(TEM)是以波长极短的电子作为照明源，用电磁透镜聚焦成像的一种高分辨本领的电子光学仪器。如图1所示，电子枪阴极发射的电子，在阳极加速电压作用下高速穿过阳极孔，然后被聚光镜汇聚成具有一定直径的束斑打到样品上，与样品发生相互作用。如果样品薄到一定程度，高能电子就可以透过样品，产生反映样品微区的厚度、平均原子序数、晶体结构或相位差别的多种信息。透射电镜主要有两种成像模式，一种是物镜在像平面形成的一次放大像经过中间镜和投影镜的放大投射到荧光屏上，得到物质的三级放大像；另一种是改变中间镜的电流，使中间镜的物平面从物镜像平面移到物镜的后焦面，就可得到衍射谱，只需要切换按钮即可实现两种不同成像模式的转换。
基本性能指标：
1. 电子枪：六硼化镧(LaB6)灯丝
2. 加速电压: 80,100,120,160,200kV
3. 分辨率：点分辨率：0.23nm，线分辨率：0.14nm
4. 四种模式：透射/能谱/纳米束衍射/会聚束衍射(TEM/EDS/NBD/CBD)
5. 配件：X-MAX TEM电制冷能谱仪用于成分分析；另为其配置离子减薄仪EM-09100IS一台：加速电压1~8KV，使用氩气，装样尺寸:2.8mm(长)×0.5mm(宽)×0.1mm(厚)，倾斜角:最大±6°（步长0.1°），可满足不同条件的透射电镜样品制备。
二、聚焦离子束-扫描电子显微镜双束系统
聚焦离子束-扫描电镜双束系统主要包含两个部分，如图2所示，聚焦离子束(FIB)和扫描电镜(SEM)，二者相差一定的角度，这样可以在离子束切割时，用电子束进行观察图像，除了可以避免离子束破坏样品外，还可有效提高图像的分辨率，同时配备X射线能谱仪(EDS)可以实现元素分析。其中，离子束是利用静电透镜将Ga离子束聚焦，作用在样品的微小区域，通过溅射作用加工样品，同时产生的二次电子和二次离子可用于成像。
基本性能指标：
1 .SEM: 加速电压0.1 - 30 kV，肖特基场发射灯丝，2.5 nm @ 1 kV 在最佳WD
2. FIB：加速电压0.5 - 30 kV，带有镓液态金属离子源，探针电流1 pA to 50 nA，分辨率5 nm (30 kV, 1 pA)
3. 配件：
- 五路气体注入系统(GIS)，XeF2、Pt、C、H2O
- 电荷中和器(CC)，利用干燥氮气进行电荷中和
- 探测器：SE2可以收集二次电子信号；Inlens Duo可实现背散射电子的能量选择探测或二次电子的in-lens探测，过滤网电压从0 V到 1.5 kV可调，以调节衬度
- OmniProbe AutoProbe200纳米操作机械手，可以360度自由旋转
- X-MAX80电制冷能谱仪(EDS)，配合FIB/SEM可实现3D EDS重构功能
- Avizo三维重构软件一套