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概述
调研大纲

调研报告显示,随着科技的不断发展,透射电子显微镜技术也在不断进步。未来,透射电子显微镜将朝着更高分辨率、更多功能、更智能化的方向发展。同时,随着新兴领域的崛起,如纳米技术、清洁能源等,透射电子显微镜的应用领域也将不断拓展。因此,全球透射电子显微镜市场具有广阔的发展前景和机遇。

1、低于 100KV 透射电子显微镜

特点:加速电压较低,电子束能量相对较弱。这使得其对样品的损伤较小,适用于一些对电子束敏感的样品,如生物样品中的蛋白质、核酸等。由于电子波长相对较长,其分辨率通常低于更高电压的透射电子显微镜,但在某些情况下,对于观察较大尺寸的结构或不需要极高分辨率的研究,已经能够满足需求。

应用:在材料科学领域,可用于观察材料的宏观结构、晶体缺陷等;在生物学领域,常用于细胞和组织的超微结构研究,如线粒体、内质网等细胞器的观察。

2、100 KV 透射电子显微镜

以蔡司 CENTRA™ 100 为例:

特点:采用成熟技术,镜筒体积小巧,通过热管式迷你电磁透镜设计,成像质量优异。具备两种不同的焦距,可灵活选取高分辨率或高衬度模式。操作方便,镜筒、控制板和基于 Windows® 的直观图形用户界面均经过专门的易用性设计,新手也能快速掌握。

技术参数:分辨率方面,晶格可保证 0.34nm,可分辨 0.20nm,点分辨率 0.4nm(主模式)、0.5nm(衬度模式)。加速电压在 25 - 100 kV 可调,步长为 0.05、1 到 5 kV,全数字控制,安全性和重复性佳。照明系统有两个迷你会聚透镜,可在亮场和暗场照明之间切换,且亮度连续可调并具有设置保存功能。物镜为对称式迷你透镜,有主模式和衬度模式两种工作模式。放大倍数在主模式下,低放大倍数为 50x - 1,000x,高放大倍数为 1,500x - 600,000x;衬度模式下,低放大倍数为 50x - 1,000x,高放大倍数为 1,100x - 430,000x。

应用:可对大量不同的样品进行成像,适用于材料科学、生物学、物理学等多个领域的研究。

3、120 KV 透射电子显微镜

特点:具有较高的分辨率,能够清晰地观察到样品的微观结构。其加速电压适中,既可以提供足够的电子束能量来穿透较厚的样品,又能在一定程度上减少对样品的损伤。配备多种功能模块,如不同的探测器、样品台等,可满足不同类型样品和研究需求。

技术参数:以某款 120kv 生物透射电子显微镜为例,其采用钨灯丝发射电子枪,加速电压在 60kv - 120kv 之间,高压稳定性≤4ppm/10min,物镜电流稳定度≤2ppm/min,束斑尺寸为 80 - 4000nm(lab6:40 - 2000nm)、8 - 300nm(lab6:4 - 150nm),样品台移动在 x/y 方向≥2mm,z 方向≥0.75mm,最大倾角 ±70°。

应用:在生物学领域,可用于观察细胞内部的精细结构,如细胞膜、细胞核、细胞器等;在材料科学领域,可用于研究纳米材料的形貌、结构和性能等。

4、200 KV 透射电子显微镜

以 Talos F200X G2 为例:

特点:分辨率较高,能够观察到更小尺度的结构细节,对于研究材料的微观结构和性能关系具有重要作用。采用场发射电子枪,电子束的亮度和稳定性更高,可获得高质量的图像。具备多种成像模式和分析功能,如明场、暗场、高分辨成像等,还可结合能谱仪进行微区元素分析。

技术参数:TEM 信息分辨率≤0.12nm@200kV,点分辨率≤0.25nm@200kV,加速电压 80、200kV 可调,切换通过软件控制完成,高压稳定性≤1ppm/10min,TEM 放大倍数为 25 - 1050000 倍,STEM 放大倍数为 330 - 2300000 倍。

应用:广泛应用于材料科学、物理学、化学等领域,可用于研究纳米材料的生长机制、晶体结构、缺陷分析等,以及材料的界面、相变等微观过程。

5、300 KV 透射电子显微镜

特点:具有极高的分辨率,可深入观察原子尺度的结构,对于研究材料的原子排列、化学键等信息具有独特优势。电子束能量高,能够穿透更厚的样品,适用于研究一些块状材料或多层结构的样品。但高电压也可能导致对样品的损伤较大,需要在操作过程中加以注意。

应用:在材料科学领域,常用于研究新型半导体材料、高温超导材料等的微观结构和性能关系;在物理学领域,可用于研究量子材料、纳米电子器件等的原子尺度特性。

图:2019年全球不同类型透射电子显微镜产量市场份额

2019年全球不同类型透射电子显微镜产量市场份额

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