透射电镜TEM制样方法大汇总

在做透射电子显微镜（TEM测试）时，科学指南针检测平台工作人员在与很多同学沟通中了解到，大多数同学对TEM测试制样方法不是很清楚，针对此，科学指南针检测平台团队组织相关同事对网上海量知识进行整理，希望可以帮助到科研圈的伙伴们；

1.样品要求

1.样品被观察区对入射电子必须是“透明”的。电子穿透样品的能力与其本身能量及样品所含元素的原子序数有关。一般透射电镜样品的厚度在100nm以下。对于高分辨电镜样品，厚度必须小于10nm。

2.样品必须牢固。以便能经受电子束的轰击，并防止装卸过程中的机械振动而损坏。对于易碎的块状样品，必须将其粘在铜网上，铜网对样品起着加固作用。对于粉末样品，可设法将其分散在附有支持膜(如火棉胶膜、微栅膜、超薄炭膜)的铜网上，铜网及火棉胶膜对粉末样品起支撑、承载和黏附作用。生物样品则必须先固定、硬化，然后切成超薄切片，再置于覆有支持膜的载网上。

3.样品必须具有导电性。对于非导电样品，应在表面喷一层很薄炭膜，以防止电荷积累而影响观察。

4.防止样品被污染。在制样过程中，样品的超微结构必须得到完好的保存。应严格防止样品被污染和样品结构及性质的改变(如相变、氧化等)。

2.载网与支持膜的选用

载网通常是一种多孔的金属片，对样品起加固和支撑作用。载网可以用Cu、Ni、Mo、Al、W、Au及尼龙等材料制作，但通常使用Cu制作，故统称铜网。它有许多不同的规格，可根据样品的性质选择使用。大多数透射电镜样品在制样时，为了确保样品能搭载在“载网”上，会在“载网”上覆一层有机膜，称为“支持膜”。这种具有支持膜的载网，称为“载网支持膜”。

支持膜为一层非晶质的薄膜，厚约20nm。它在电子束照射下应该是“透明的”，本身并无任何结构，且与样品不会发生反应。

下面具体介绍支持膜的分类：

1、无孔碳支持膜系列

碳支持膜是在方华膜(也可用火棉胶)上再覆盖一层碳，是最常见并被广泛采用的支持膜。当样品放在电镜中观察时，“载网支持膜”在电子束照射下，会产生电荷积累，引起样品放电，从而发生样品飘移、跳动、支持膜破裂等情况。所以，在支持膜上喷碳，提高支持膜的导电性，达到良好的观察效果。一般膜厚度为7-10nm。 碳支持膜是以有机层为主，膜层较薄，背底一般影响很小。通常用水或乙醇分散样品，支持膜均不会受腐蚀。

如果您的样品属于磁性粉末样品可以使用两种方法：

1.树脂包埋，超薄切片；2.可以使用双联网碳支持膜。

双联网碳支持膜

2、纯碳支持膜系列

纯碳支持膜是在碳支持膜的基础上，将有机层用特殊方法去除后得到的纯碳膜，很适合需要在有机溶剂或高温下处理的样品（如：氯仿、四氢呋喃等有机溶剂下使用）。适合观察10nm以上的样品。膜总厚度:20～40nm。

超薄碳支持膜是在微栅的基础上，叠加了一层很薄的碳膜，一般为3-5nm。这层超薄碳膜的目的，是用薄碳膜把微孔挡住。这主要是针对那些分散性很好的纳米材料，如：10nm以下的样品，分散性极好，如果用微栅就有可能从微孔中漏出，如果在微栅孔边缘，由于膜厚可能会影响观察。所以，用超薄碳膜，就会得到很好的效果。

3、有孔(微栅)支持膜系列

在制作支持膜时，特意在膜上制作的微孔，所以也叫“微栅支持膜”，它也是经过喷碳的支持膜，一般膜厚度为15-20nm。它主要是为了能够使样品搭载在支持膜微孔的边缘，以便使样品“无膜”观察。无膜的目的主要是为了提高图像衬度。所以，观察管状、棒状、纳米团聚物等，常用“微栅”支持膜，效果很好。特别是观察这些样品的高分辨像时，更是最佳的选择。

4、非碳材料支持膜系列

纯方华膜：方华支持膜的化学成分是聚乙烯醇缩甲醛，可溶于二氯乙烷或三氯甲烷溶液，所形成的膜，强度高，透过率好。由于无碳方华膜是纯的有机膜，上面没有任何镀层物质，所以膜的弹性好，背底影响小，可支持多种样品观察。是承载超薄切片的理想材料，在观察纳米粉末等材料时，也表现的非常出色。但方华膜因导电性能不好，在电子束照射下，会因高温或电荷积累，引起局部受热碳化，产生局部黑斑，样品漂移，甚至使膜破碎，损伤被观察样品。通常在100kv电镜上使用较多。膜厚度通常为10-15nm。推荐选用200目载网。

镀金支持膜：是在一层有机方华膜上再覆盖一层金膜，便于EDS检测。膜厚度:10～20nm。推荐选用200目载网。

氮化硅薄膜窗格：可承受1000°C以上的高温。弹性较好，适用于各种样品制备技术，在电子束轰击下比较稳定，衬度及亲水性较碳膜稍差。

比较靠谱的方法是通过对比载网边缘与中间区域亮度，碳膜的一面被视为正面。

正面：载网边缘与中间区域亮度相同

反面：载网边缘的亮度高于中间区域

请参考之前这一篇TEM样品制备的文章

高分辨透射电镜（HRTEM）样品怎么制？看这一篇就够了

本文内容整理自仪器信息网论坛、科袖网、材料人、新兴百瑞及中镜科仪网站