扫描透射电镜(STEM)有哪些特点

STEM是既有透射电子显微镜又有扫描电子显微镜的显微镜。象SEM一样，STEM用电子束在样品的表面扫描，但又象TEM，通过电子穿透样品成像。STEM能够获得TEM所不能获得的一些关于样品的特殊信息。STEM技术要求较高，要非常高的真空度，并且电子学系统比TEM和SEM都要复杂。

优点

1. 利用扫描透射电子显微镜可以观察较厚的试样和低衬度的试样。

2. 利用扫描透射模式时物镜的强激励，可以实现微区衍射。

3. 利用后接能量分析器的方法可以分别收集和处理弹性散射和非弹性散射电子。

扫描透射电镜(STEM)的特点：

（1）STEM技术要求较高，要非常高的真空度，并且电子学系统比TEM和SEM都要复杂。

（2）加速电压低，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。

（3）可以观察较厚的试样和低衬度的试样。

（4）扫描透射模式时物镜的强激励，可以实现微区衍射。

（5）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。

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）。如下图所示，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。

意思如下：

1、STEM是科学（Science），技术（Technology），工程（Engineering），数学（Mathematics）四门学科英文首字母的缩写。

其中科学在于认识世界、解释自然界的客观规律；技术和工程则是在尊重自然规律的基础上改造世界、实现与自然界的和谐共处、解决社会发展过程中遇到的难题；数学则作为技术与工程学科的基础工具。

2、STEM教育

STEM课程重点是加强对学生四个方面的教育：一是科学素养，即运用科学知识（如物理、化学、生物科学和地球空间科学）理解自然界并参与影响自然界的过程；二是技术素养，也就是使用、管理、理解和评价技术的能力；三是工程素养，即对技术工程设计与开发过程的理解。

四是数学素养，也就是学生发现、表达、解释和解决多种情境下的数学问题的能力。

3、显微镜

扫描透射电子显微镜(scanning transmission electron microscopy，STEM)既有透射电子显微镜又有扫描电子显微镜的显微镜。像SEM一样，STEM用电子束在样品的表面扫描，但又象TEM，通过电子穿透样品成像。STEM能够获得TEM所不能获得的一些关于样品的特殊信息。

STEM技术要求较高，要非常高的真空度，并且电子学系统比TEM和SEM都要复杂 。

工作原理

STEM成像不同于一般的平行电子束TEM， EDS 成像，它是利用会聚的电子束在样品上扫描来完成的。在扫描模式下，场发射电子源发射出电子，通过在样品前磁透镜以及光阑把电子束会聚成原子尺度的束斑。电子束斑聚焦在试样表面后，通过线圈控制逐点扫描样品的一个区域。

在每扫描一点的同时，样品下面的探测器同步接收被散射的电子。对应于每个扫描位置的探测器接收到的信号转换成电流强度显示在荧光屏或计算机显示器上。样品上的每一点与所产生的像点一一对应。从探测器中间孔洞通过的电子可以利用明场探测器形成一般高分辨的明场像。

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