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探索物镜球差透射电镜（AC-TEM）如何实现高分辨率成像

来源：时间：2023-11-29 10:13:14 浏览：3217次

探索物镜球差透射（AC-TEM）如何实现高分辨率成像

透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope，简称TEM）作为一种重要的纳米级成像分析仪器，在我国材料科学、物理学、基础医学和化学工程等领域发挥着举足轻重的作用；然而，传统TEM在分辨率方面存在一定的局限性，尤其是在观察纳米材料和生命细胞等具有复杂结构的样本时；物镜球差透射（AC-TEM）作为一种新型的透射电镜技术，通过球差校正装置提高成像分辨率，使得观察纳米尺度样本成为可能。

一、原理

球差是一种透镜像差，是影响TEM分辨率的重要因素之一。球差的存在使得电子透射成像时，物镜透镜和聚光镜无法将电子聚焦到一个点上，从而降低成像质量；AC-TEM技术通过引入球差校正装置，充当凹透镜的角色，对球差进行校正；在物镜位置安装球差校正器，根据样品特性调整校正器的参数，使得电子束在通过样品时能够更加聚焦，从而提高成像分辨率。

二、分类

根据使用模式的不同，AC-TEM可分为AC-TEM和AC-STEM。

AC-TEM主要应用于图像模式，此时影响成像分辨率的主要因素是物镜的球差；球差校正装置安装在物镜位置，通过调整校正器的参数，实现高分辨率成像。AC-STEM则应用于STEM（扫描透射电子显微镜）模式，此时影响分辨率的主要因素是聚光镜的球差；球差校正装置会安装在聚光镜位置，同样通过调整校正器的参数，提高成像分辨率。此外，还有双球差校正器TEM，即在同一台TEM中同时安装聚光镜和物镜的球差校正器，以进一步提高成像质量。

三、AC-TEM在高分辨率成像中的应用

AC-TEM技术在纳米材料、生命细胞、半导体器件等领域的成像分析中取得了显著成果。例如，在纳米材料研究方面，AC-TEM可以清晰地观察到纳米线的直径、晶体结构和形貌，为纳米材料的制备和应用提供了重要信息；在生命科学研究中，AC-TEM可以实现对细胞器和细胞结构的实时成像，为生物学研究提供了有力支持；此外，在半导体器件制造过程中，AC-TEM技术可以对薄膜材料、纳米结构等进行高分辨率观察，为工艺优化和缺陷检测提供了重要依据。

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