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AC-STEM超越普通TEM的極限

來源：時間：2024-01-15 09:49:31 瀏覽：2664次

AC-STEM超越普通TEM的極限

聚光鏡球差透射電鏡（Aberration-Corrected Scanning Transmission Electron Microscope，簡稱AC-STEM）是一種先進的電子顯微鏡技術，它通過球差校正技術顯著提高了成像分辨率和景深，從而超越了傳統透射電鏡（Transmission Electron Microscope，簡稱TEM）的極限。

一、球差校正技術的重要性

傳統TEM在成像時會受到球差的影響，這是由于電磁透鏡的像差造成的，球差會導致電子束在通過樣品時無法聚焦到一個點上，從而影響成像的清晰度和分辨率；在普通TEM中，球差是一個主要的光學缺陷，它限制了分辨率的最大值。

二、AC-STEM工作原理

AC-STEM通過在聚光鏡和物鏡中安裝球差校正器來克服這一缺陷；球差校正器可以對電子束的路徑進行精確調整，使得電子束在通過樣品時能夠實現完美的聚焦，這樣，AC-STEM能夠獲得更高的分辨率和更深的景深，從而能夠觀察到更加清晰的微觀結構。

三、AC-STEM的優勢

1. 高分辨率：AC-STEM的分辨率遠高于普通TEM，可以達到0.05納米（nm）甚至更高，這使得它能夠觀察到更加細微的晶體結構和界面特征。

2. 深景深：由于球差校正技術的應用，AC-STEM能夠獲得更深的景深，這意味著在觀察樣品時，可以同時看到樣品的多個層次，而不會出現模糊。

3. 高成像速度：AC-STEM的成像速度比普通TEM快得多，這使得它能夠在短時間內獲得大量的數據，非常適合用于動態過程的研究。

4. 廣泛的應用領域：AC-STEM在材料科學、物理學、生物學、化學等多個領域都有廣泛的應用，它能夠幫助科學家們解決許多復雜的科學問題。

四、AC-STEM在不同領域的應用

1. 材料科學：AC-STEM能夠高分辨率地觀察到材料的晶體結構、缺陷分布、相變等微觀信息。

2. 物理學：在物理研究中，AC-STEM可以用來研究量子點、納米線等低維系統的電子性質。

3. 生物學：AC-STEM在生物學中的應用主要集中在觀察細胞膜、蛋白質結構、病毒顆粒等生物大分子。

4. 化學：在化學領域，AC-STEM可以用來研究催化劑的活性位點、反應機理等。

聚光鏡球差透射電鏡（AC-STEM）通過球差校正技術，實現了在超高分辨率下對樣品進行成像，它不僅能夠提供更加清晰的微觀圖像，還能夠獲得更深的景深和高成像速度；這些優勢使得AC-STEM成為科學研究中的重要工具，特別是在材料科學、物理學、生物學和化學等領域，它為科學家們提供了強大的研究手段，幫助他們解決了許多復雜的科學問題，隨著技術的不斷進步，AC-STEM在未來無疑將發揮更加重要的作用。

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