透射电镜主要用于观察什么

透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope, TEM）是一种能够实现纳米甚至原子尺度分辨率的显微镜技术。它主要用于观察样品的内部结构和细节，适用于多种材料科学、生物学以及其他科学研究领域。以下是TEM的主要应用领域：

1. **材料科学**:
- 观察晶体结构、晶粒尺寸、缺陷（如位错）、相变、界面、纳米颗粒的形态和分布等。
- 分析合金、陶瓷、半导体材料、聚合物等材料的微观结构。

2. **生物学**:
- 观察细胞内部结构，如细胞器（如线粒体、内质网、高尔基体等）、细胞核、膜结构等。
- 分析病毒、细菌、蛋白质复合物等生物样本。

3. **纳米技术**:
- 研究纳米材料的形貌、尺寸、分布和结构特性。
- 表征纳米粒子的功能性和相互作用。

4. **物理研究**:
- 探索新型材料的原子排列，如二维材料（如石墨烯）、超导体等。
- 分析电子衍射图案，以确定晶体结构和取向。

5. **化学与催化**:
- 观察催化剂的表面活性位点和反应机制。
- 研究催化剂在不同条件下的形貌变化。

TEM的工作原理是将一束高能电子通过非常薄（通常几十纳米厚）的样品，电子穿过样品后被收集在荧光屏或者检测器上形成图像。由于电子波长较短，TEM可以获得比光学显微镜高得多的分辨率，使得观察样品的微观结构成为可能。然而，使用TEM的一个重要限制是样品必须足够薄，以便电子能够穿透，因此样品的制备是一个技术挑战。