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概述
調(diào)研大綱

調(diào)研報告顯示,隨著科技的不斷發(fā)展,透射電子顯微鏡技術(shù)也在不斷進(jìn)步。未來,透射電子顯微鏡將朝著更高分辨率、更多功能、更智能化的方向發(fā)展。同時,隨著新興領(lǐng)域的崛起,如納米技術(shù)、清潔能源等,透射電子顯微鏡的應(yīng)用領(lǐng)域也將不斷拓展。因此,全球透射電子顯微鏡市場具有廣闊的發(fā)展前景和機(jī)遇。

1、低于 100KV 透射電子顯微鏡

特點(diǎn):加速電壓較低,電子束能量相對較弱。這使得其對樣品的損傷較小,適用于一些對電子束敏感的樣品,如生物樣品中的蛋白質(zhì)、核酸等。由于電子波長相對較長,其分辨率通常低于更高電壓的透射電子顯微鏡,但在某些情況下,對于觀察較大尺寸的結(jié)構(gòu)或不需要極高分辨率的研究,已經(jīng)能夠滿足需求。

應(yīng)用:在材料科學(xué)領(lǐng)域,可用于觀察材料的宏觀結(jié)構(gòu)、晶體缺陷等;在生物學(xué)領(lǐng)域,常用于細(xì)胞和組織的超微結(jié)構(gòu)研究,如線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等細(xì)胞器的觀察。

2、100 KV 透射電子顯微鏡

以蔡司 CENTRA™ 100 為例:

特點(diǎn):采用成熟技術(shù),鏡筒體積小巧,通過熱管式迷你電磁透鏡設(shè)計(jì),成像質(zhì)量優(yōu)異。具備兩種不同的焦距,可靈活選取高分辨率或高襯度模式。操作方便,鏡筒、控制板和基于 Windows® 的直觀圖形用戶界面均經(jīng)過專門的易用性設(shè)計(jì),新手也能快速掌握。

技術(shù)參數(shù):分辨率方面,晶格可保證 0.34nm,可分辨 0.20nm,點(diǎn)分辨率 0.4nm(主模式)、0.5nm(襯度模式)。加速電壓在 25 - 100 kV 可調(diào),步長為 0.05、1 到 5 kV,全數(shù)字控制,安全性和重復(fù)性佳。照明系統(tǒng)有兩個迷你會聚透鏡,可在亮場和暗場照明之間切換,且亮度連續(xù)可調(diào)并具有設(shè)置保存功能。物鏡為對稱式迷你透鏡,有主模式和襯度模式兩種工作模式。放大倍數(shù)在主模式下,低放大倍數(shù)為 50x - 1,000x,高放大倍數(shù)為 1,500x - 600,000x;襯度模式下,低放大倍數(shù)為 50x - 1,000x,高放大倍數(shù)為 1,100x - 430,000x。

應(yīng)用:可對大量不同的樣品進(jìn)行成像,適用于材料科學(xué)、生物學(xué)、物理學(xué)等多個領(lǐng)域的研究。

3、120 KV 透射電子顯微鏡

特點(diǎn):具有較高的分辨率,能夠清晰地觀察到樣品的微觀結(jié)構(gòu)。其加速電壓適中,既可以提供足夠的電子束能量來穿透較厚的樣品,又能在一定程度上減少對樣品的損傷。配備多種功能模塊,如不同的探測器、樣品臺等,可滿足不同類型樣品和研究需求。

技術(shù)參數(shù):以某款 120kv 生物透射電子顯微鏡為例,其采用鎢燈絲發(fā)射電子槍,加速電壓在 60kv - 120kv 之間,高壓穩(wěn)定性≤4ppm/10min,物鏡電流穩(wěn)定度≤2ppm/min,束斑尺寸為 80 - 4000nm(lab6:40 - 2000nm)、8 - 300nm(lab6:4 - 150nm),樣品臺移動在 x/y 方向≥2mm,z 方向≥0.75mm,最大傾角 ±70°。

應(yīng)用:在生物學(xué)領(lǐng)域,可用于觀察細(xì)胞內(nèi)部的精細(xì)結(jié)構(gòu),如細(xì)胞膜、細(xì)胞核、細(xì)胞器等;在材料科學(xué)領(lǐng)域,可用于研究納米材料的形貌、結(jié)構(gòu)和性能等。

4、200 KV 透射電子顯微鏡

以 Talos F200X G2 為例:

特點(diǎn):分辨率較高,能夠觀察到更小尺度的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié),對于研究材料的微觀結(jié)構(gòu)和性能關(guān)系具有重要作用。采用場發(fā)射電子槍,電子束的亮度和穩(wěn)定性更高,可獲得高質(zhì)量的圖像。具備多種成像模式和分析功能,如明場、暗場、高分辨成像等,還可結(jié)合能譜儀進(jìn)行微區(qū)元素分析。

技術(shù)參數(shù):TEM 信息分辨率≤0.12nm@200kV,點(diǎn)分辨率≤0.25nm@200kV,加速電壓 80、200kV 可調(diào),切換通過軟件控制完成,高壓穩(wěn)定性≤1ppm/10min,TEM 放大倍數(shù)為 25 - 1050000 倍,STEM 放大倍數(shù)為 330 - 2300000 倍。

應(yīng)用:廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)等領(lǐng)域,可用于研究納米材料的生長機(jī)制、晶體結(jié)構(gòu)、缺陷分析等,以及材料的界面、相變等微觀過程。

5、300 KV 透射電子顯微鏡

特點(diǎn):具有極高的分辨率,可深入觀察原子尺度的結(jié)構(gòu),對于研究材料的原子排列、化學(xué)鍵等信息具有獨(dú)特優(yōu)勢。電子束能量高,能夠穿透更厚的樣品,適用于研究一些塊狀材料或多層結(jié)構(gòu)的樣品。但高電壓也可能導(dǎo)致對樣品的損傷較大,需要在操作過程中加以注意。

應(yīng)用:在材料科學(xué)領(lǐng)域,常用于研究新型半導(dǎo)體材料、高溫超導(dǎo)材料等的微觀結(jié)構(gòu)和性能關(guān)系;在物理學(xué)領(lǐng)域,可用于研究量子材料、納米電子器件等的原子尺度特性。

圖:2019年全球不同類型透射電子顯微鏡產(chǎn)量市場份額

2019年全球不同類型透射電子顯微鏡產(chǎn)量市場份額

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