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透射电镜中的辐照损伤

透射电镜(TEM)

  • 台湾中央研究院物理所纳米核心设施的教程,2006年6月18日,Jin-Sheng Tsai,给出了两张PPT,指出了辐照损伤的来源:
    第一粒子碰撞,晶体格子原子的直接位移产生了点缺陷,这和电子的能量相关。
    第二能量辐射,非弹性散射(主要是热)破坏了聚合物或者碱土卤化物等材料的化学键。这是因为电子和电子相互作用会产生声子或热振动,从而破坏化学键。
    给出了三种方法最小化损伤:
    第一,在最高的工作电压下操作。
    第二,液氮冷台冷却
    第三,透射扫描模式下使用。
    我感到迷惑的是第一种,这和常识中认为的有差异,毕竟加速电压越高,电子能量越大,粒子碰撞造成的损伤也越大,这在超高压电子束辐照实验中得到了证实,对聚合物确实在80kV下出现类似于受热后的卷曲现象,而在200kV下更稳定的实验证据,但是如何理解,我还没有理论储备,不知道那位高手指点一二,给出几片文献,和相关理论。
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  • 怪味陈皮

    第1楼2006/06/24

    撞击损伤会随着加速电压的升高而变得严重,但辐照分解却不一定。关键要看在材料的损伤过程中这两种损伤机制哪一个起主要作用。国外好多人做沸石材料用的都是4000eX,照的像都挺漂亮。
    你可以看一下这篇文献“DAMAGE OF ZEOLITE Y IN THE TEM AND ITS EFFECTS ON TEM IMAGES”Ultramicroscopy 23 (1987) 421-432

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  • tem_abc

    第2楼2006/06/27

    减小非弹性散射辐照损伤,可以通过减小非弹性散射的办法来实现。其散射截面随加速电压呈下降趋势,故提高加速电压可以减小非弹性散射。生物、复合材料热导率较差的样品,非弹性散射(热)辐照损伤更严重些,通常会以冷却、提高电压减小损伤。与此相反,金属、半导体以撞击损伤为主,故超高压电镜(〉1MV)的造成的损伤极大。

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  • minta

    第3楼2006/07/07

    减小非弹性散射辐照损伤,可以通过减小非弹性散射的办法来实现。其散射截面随加速电压呈下降趋势,故提高加速电压可以减小非弹性散射。
    這方面的計算文獻,不知道你是否可以給出一二哦?

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  • tem_abc

    第4楼2006/07/10

    Ludwig Reimer, Transmission Electron Microscopy, 4th Ed, Springer, 1997, Chpt 5.2
    L.M. Peng, S.L.Dudarev, M.J. Whelan, High-energy electron diffraction and microscopy, Oxford Science Publications, 2004, Chpt 7

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  • nmkwhl

    第5楼2006/10/27

    想就这个问题做个讨论,理论上电压高损伤小,实际上,对纳米材料,特别是碳管、高分子或蛋白等电压低反而稳定时间长,高电压做不成的样品,低电压能做成,高电压做不出的高分辨,低电压下做得出,请就理论与实际如此大的差距问题做个讨论。

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  • 黑洞

    第6楼2006/11/01

    除了上述的方法,还有一种规避辐照损伤的方法就是使用MDS(最小计量系统)。它是聚焦的时候在一个地方,而照相的时候是在另外一个区域,这样被纪录的样品位置只是在曝光的瞬间被电子束照射,从而最小幅度的减少辐照计量。有些材料被照几秒钟后结构就破坏掉了,那只有用MDS了。

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  • sicktp

    第7楼2010/06/04

    原来如此!

    (TEM_ABC) 发表:减小非弹性散射辐照损伤,可以通过减小非弹性散射的办法来实现。其散射截面随加速电压呈下降趋势,故提高加速电压可以减小非弹性散射。生物、复合材料热导率较差的样品,非弹性散射(热)辐照损伤更严重些,通常会以冷却、提高电压减小损伤。与此相反,金属、半导体以撞击损伤为主,故超高压电镜(〉1MV)的造成的损伤极大。

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