说到透射电子显微镜（TEM），很多人可能以为就是把电子束发射出去那么简单，其实完全不是这么回事。这种显微镜简直就像一个超级多面手，不仅能吸收电子，还能让电子发生衍射，甚至能把相位变化变成图像，简直是把纳米世界直接翻译成了我们能看懂的灰阶图片。你可能知道早期的TEM只能通过吸收像来看到重金属原子的分布，其实它还能利用衍射像来查看晶体缺陷的位置，就像拿指纹一样准确。特别是当样品厚度薄到100 Å以下时，相位像就会发挥作用，只要记录下电子波前的扭曲就能得到高分辨的Z-contrast图。不过别忘了还有扫描电镜（SEM），它的结构虽然和TEM有点像，但原理和成像方式可是完全不同的。 为了让电子束乖乖变成图像，镜筒里的光学系统可是费了不少心思。电子枪先发射出只有几纳米粗的束斑，聚光镜把它会聚起来，物镜再把它放大，中间镜和投影镜接着接力传递信息，最后才把这些微区信息投射到荧光屏或者相机上。要是哪一档透镜不小心失焦了，那画面绝对会变得模糊一片。 当然啦，真空系统在背后默默地发挥着关键作用。为了防止电子碰到空气分子，整个腔体必须维持在10⁻⁴ Pa的超高真空状态。一旦真空度掉下来，灯丝就会被氧化甚至烧坏，样品也会被氧化产生假象，所有的努力也就白费了。 要想让TEM看到内部结构，样品还得先变个身才行。塑料—碳二级复型法就是把样品包在环氧树脂里切片后镀碳膜再观察断面；双喷电解减薄法则是用电解液把厚的地方冲刷成薄区；离子薄化法是利用高能氩离子轰击表面逐层剥离直到穿透。 真正开始测试的时候流程也挺讲究的。开机前得先检查水冷循环、气体供应和真空泵组都准备好了没有；给灯丝预热个30分钟让发射电流稳定下来才行。开机后还要看看灯丝图像是不是居中、亮度均匀不；调节一下束斑截获器确认没有杂散污染物。 接下来就是正式开始检测了。先拍低放大倍率的明场像看看有没有污染；再换高放大倍率的；拍衍射谱之前要对中样品中心防止出现偏心环的伪影。关机前还得记录下灯丝电流、物镜电流和真空度这三组数据；关掉水冷后还要让真空泵再运行10分钟防止油返流回去。 最后就是清理样品台、擦拭镜头筒；关闭总电源挂上“待机”牌了。把每一步都变成习惯才能保证下次开机时这台精密仪器还能记忆完好地工作呢！