研发背景
扫描电子显微镜已成为表征物质微观结构不可或缺的仪器。在扫描电镜中，电子束与试样的物质发生相互作用，可产生二次电子、特征X射线、背散射电子等多种的信号，通过采集二次电子、背散射电子得到有关物质表面微观形貌的信息，背散射电子衍射花样得到晶体结构信息，特征X-射线得到物质化学成分的信息，这些得到的都是接近样品表面的信息。在扫描电镜上配置透射附件，应用透射模式（Scanning transmission electron microscopy，STEM）可得到物质的内部结构信息，使其既有扫描电镜的功能，又具备透射电镜的功能，与透射电镜相比，由于其加速电压低，所以可显著减少电子束对样品的损伤，而且可大大提高图像的衬度，特别适合于有机高分子、生物等软材料样品的透射分析。

应用范围
有机高分子、生物等软材料样品

技术路线及原理
扫描透射像的形成原理

在扫描电镜中，电子束与薄样品相互作用时，会有一部分电子透过样品，这一部分透射电子也可用来成像，其形成的像就是扫描透射像（STEM像）。如图1所示，扫描电镜的STEM图像跟透射电镜类似，也分为明场像（bright field，BF）和暗场像（dark field，DF），明场像的探测器安装在扫描电镜样品的正下方，当入射电子束穿过样品后，散射角度较小的电子经过光阑孔选择后进入明场探测器形成透射明场像，散射角比较大的电子经DF-STEM电极板反射，由二次电子探头接受形成暗场像。由于扫描电镜中暗场像的信号较弱，在此我们主要讨论明场像。

技术特色
透射电镜的加速电压较高(一般为120-200kV)，对于有机高分子、生物等软材料样品的穿透能力强，形成的透射像衬度低，而扫描电镜的加速电压较低(一般用10-30kV)，因此应用其STEM模式成透射像，可大大提高像的衬度。 应用透射电镜观察生物样品时，由于样品的衬度很低，须经过铀、铅等重金 属染色才能获得其结构信息，然而染色不仅麻烦而且可能会改变样品的结构。在 应用扫描电镜的STEM模式观察生物样品时，样品无需染色直接观察即可获得较 高衬度的图像. 除了可显著提高透射像的衬度外，应用扫描电镜STEM成像还有一个优势是可对样品同时成扫描二次电子像和透射像，既可以得到同一位置的表面形貌信息又可以得到内部结构信息，避免了在扫描电镜和透射电镜之间转换样品、定位样品的麻烦。