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物镜球差透射（AC-TEM）助力科学研究

来源：时间：2024-03-18 10:15:15 浏览：575次

物镜球差透射（AC-TEM）助力科学研究

物镜球差透射显微镜（Aberration-corrected Transmission Electron Microscopy，简称AC-TEM）是一种先进的显微观察技术，通过纠正透射电子显微镜中的球差和像差，显著提高了图像的分辨率和对比度；这项技术为科学家们提供了原子级别的观测能力，使得在材料科学、生物学、化学等领域的研究取得了重大突破。

一、工作原理

传统的透射电子显微镜（TEM）在成像过程中，由于电磁透镜的球差和像差，导致图像出现模糊和失真，物镜球差透射显微镜则通过特殊的光学系统，对球差和像差进行校正，从而得到清晰、高分辨率的图像，这项技术的核心在于使用了具有精确形状的电磁透镜，以及复杂的电子光学系统。

二、优势

1. 提高图像分辨率：物镜球差透射显微镜的最大优势在于提高了图像的分辨率，使得科学家们能够观察到原子级别的细节。

2. 增强图像对比度：通过纠正像差，物镜球差透射显微镜显著提高了图像的对比度，这有助于识别和分析样品中的不同区域，为研究提供了更多有价值的信息。

3. 扩大观察范围：物镜球差透射显微镜还可以扩大观察范围，在一次成像中获取更多样品的区域，提高观测效率。

4. 适用于多种样品：物镜球差透射显微镜不仅适用于晶体样品，还可以用于非晶体、纳米材料等传统TEM难以观察的样品。

三、应用

1. 材料科学：通过观察材料的微观结构，科学家们可以揭示其物理、化学性质；例如，利用物镜球差透射显微镜，科学家们发现了高性能的超级电容器材料、锂离子电池负极材料等。

2. 生物学：通过观察生物大分子、细胞器等微观结构，科学家们可以揭示生物体的生理、生化过程；例如，利用物镜球差透射显微镜，科学家们发现了病毒的结构、细胞的代谢途径等。

3. 化学：通过观察分子的微观结构，科学家们可以揭示化学反应的机理；例如，利用物镜球差透射显微镜，科学家们发现了新型催化剂、有机分子的高级结构等。

4. 环境科学：通过观察环境样品中的微生物、污染物等，科学家们可以揭示环境污染的来源、迁移途径和降解过程；例如，利用物镜球差透射显微镜，科学家们发现了环境中的有害微生物、重金属污染物等。

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