透射電鏡,全稱透射電子顯微鏡。透射電鏡的應(yīng)用,已將靜止的形態(tài)學(xué)觀察與動態(tài)的功能研究相結(jié)合。透射電鏡技術(shù)的發(fā)展不僅表現(xiàn)在儀器本身性能的高度完善和種類的增多,而且還反映在與其相應(yīng)的各種樣品制備和應(yīng)用技術(shù)。根據(jù)不同的樣品,不同的研究目的,透射電鏡必須采用不同的制樣方法。
透射電鏡制樣的要求1、樣品一般應(yīng)為厚度小于100nm的固體。
2、樣品在透射電鏡電磁場作用下不會被吸出,附于極靴上。
3、樣品在高真空中能保持穩(wěn)定。
4、不含有水分或其它易揮發(fā)物,含有水分或其他易揮發(fā)物的試樣應(yīng)先烘干。
5、透射電鏡樣品常放置在直徑為3mm的200目載網(wǎng)上。
1、研磨法
將(研磨后的)粉末放在去離子水或無水乙醇溶液里,用超聲波分散器將需要觀察的粉末分散成懸浮液。用滴管滴幾滴在覆蓋有支持膜的透射電鏡載網(wǎng)上,待其干燥(或用濾紙吸干)后,即成為透射電鏡觀察用的粉末樣品。
透射電鏡載網(wǎng)種類:
方華支持膜:方華支持膜的化學(xué)成分是聚乙烯醇縮甲醛,由于是純的有機膜,所以膜的彈性好,厚度通常為10nm左右,透射電鏡觀察時背底影響小。但方華膜因?qū)щ娦圆缓茫陔娮邮丈湎?,易因高溫或電荷積累,產(chǎn)生樣品漂移甚至膜破損,通常在100kV透射電鏡和生物樣品中使用較多。
碳支持膜:是一種最常用的支持膜,有兩層膜結(jié)構(gòu)。從下至上依次為裸網(wǎng)、方華膜和碳膜,由于碳層具有較強的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性,彌補了無碳方華膜的荷電效應(yīng)以及熱效應(yīng),增強了膜整體的穩(wěn)定性,適合大多數(shù)納米材料和生物樣品的一般形貌觀察用于常規(guī)樣品制樣。
微柵:在膜上制作出微孔,以便使樣品搭載在微孔邊緣,使樣品“無膜”觀察,提高透射電鏡圖象襯度。觀察管狀、棒狀、納米團聚物效果好,特別是觀察這些樣品的高分辨像及mapping時更是最佳選擇。
超薄碳膜:在微柵的基礎(chǔ)上疊加了一層很薄的碳膜,一般為3-5納米。這層超薄碳膜的目的是用超薄碳膜把微孔堵住。主要針對粒度較小的納米材料。如10納米以下分散性很好的納米材料,如果用微柵可能從微孔中漏出,如果在微柵孔邊緣,由于膜厚可能會影響觀察。所以用超薄碳膜就會得到很好的效果。
純碳膜:當樣品所用的有機溶劑(氯仿、甲苯等)能夠溶解方華膜時,載網(wǎng)膜中就要去除方華膜,只剩碳膜,稱為純碳膜,碳膜的厚度通常為20nm左右,在透射電鏡高分辨觀察時背底的影響也比較明顯。
雙聯(lián)載網(wǎng)支持膜:將兩片載網(wǎng)膜連在一起,負載樣品后,將樣品夾住,形成三明治的結(jié)構(gòu),加強了對樣品的固定,比如應(yīng)用于磁性材料可避免其吸附到透射電鏡的極靴上。
2、樹脂包埋法
理想的包埋劑應(yīng)具有:高強度,高溫穩(wěn)定性,與多種溶劑和化學(xué)藥品不起反應(yīng)。目前常用國產(chǎn)環(huán)氧樹脂618、Epon812環(huán)氧樹脂、及低黏度包埋Spurr。
包埋劑配制及使用過程中的注意事項:
①所有容器及玻璃棒等應(yīng)是清潔和干燥的;
②配制過程中應(yīng)攪拌均勻,使用過程中應(yīng)避免異物,特別是水、乙醇、丙酮等混入包埋劑;
③配制好的包埋劑應(yīng)密封保存,避免受潮。剩余包埋劑可密封并儲存在-10~-20℃冰箱中,延長其使用期。
包埋方法:
將待觀察的樣品塊放入灌滿包埋劑的適當模具(如膠囊)中,恒溫箱內(nèi)加溫固化,Spurr70℃烤箱內(nèi)8h即可固化,國產(chǎn)樹脂618、Epon812環(huán)氧樹脂需37℃過夜,經(jīng)45℃12h、60℃24h可固化。將包埋固化后的樣品取出,用超薄切片機切片后,分散于載網(wǎng)上,即可制得透射觀察所需要的樣品。
1、離子減薄
特點:不受材料電性能的影響,即不管材料是否導(dǎo)電,金屬或非金屬或者二者混合物,不管材料結(jié)構(gòu)多復(fù)雜均可用此方法制備薄膜。
①樣品裁剪:將樣品沖壓成直徑3mm的圓片。
②研磨拋光:將樣品圓片用手動研磨盤手動研磨至厚度低于80微米的圓片。
③凹坑:凹坑儀單面凹坑至圓片中心厚度為10-30微米。
④離子減薄:設(shè)置好離子槍角度、減薄時間、加速電壓將樣品減薄至出現(xiàn)足夠薄區(qū)。
2、電解雙噴
特點:受材料電性能的影響,只能用于金屬樣品,并且耗時短成本低。
①樣品裁剪:將樣品沖壓成直徑3mm的圓片。
②研磨拋光:將樣品圓片用手動研磨盤手動研磨至厚度低于100微米的圓片。
③凹坑:凹坑儀單面凹坑至圓片中心厚度為10-30微米。
④電解雙噴:設(shè)置好電解液、電壓、溫度將樣品減薄至出現(xiàn)足夠薄區(qū)。