球差校正透射电子显微镜（AC-TEM）

球差校正透射电镜(Spherical Aberration Corrected Transmission Electron Microscope，简称AC-TEM) 是用球差校正装置扮演凹透镜修正球差的透射电镜，是一种用于材料科学、物理学、基础医学、化学工程领域的分析仪器。

AC-TEM原理

球差即为球面像差，是透镜像差中的一种，是影响TEM分辨率的主要原因之一。由于像差（主要有球差、像散、彗形像差和色差这4种）的存在，对透镜系统来说，无论是光学透镜还是电磁透镜，都无法做到完美。在光学透镜中，可通过将凸透镜和凹透镜组合使用，以减少由凸透镜边缘汇聚能力强、中心汇聚能力弱所致的所有光线(电子)无法会聚到一个焦点的缺点，从而有效减少球差。然而对于电磁透镜，只有凸透镜没有凹透镜，因此球差成为影响TEM分辨率最主要也最难矫正的因素。

AC-TEM分类

球差电镜可分为AC-TEM（使用 Image 模式时，影响成像分辨率的主要因素是物镜的球差，球差校正装置安装在物镜位置） 和AC-STEM（使用 STEM 模式时，影响分辨率的主要因素是聚光镜的球差，球差校正装置会安装在聚光镜位置）。此外，还有在一台TEM上同时安装聚光镜和物镜两个球差校正器的，就是所谓的双球差校正TEM。如果配备不同的样品杆和环境气氛装置，可以在球差电镜上进行原位电子显微学研究。

AC-TEM应用

1.   TEM模式

低倍形貌像、高分辨像、衍射、会聚束衍射、纳米束衍射，EFTEM(配GIF系统)，高分辨图像透射束和衍射束的相干像，衬度与焦聚有关，如果要解析原子结构像，样品要求较薄，现在使用不多。但如果想做原位电子显微学研究，一般都在此模式下进行。

2.   STEM模式

该模式下，可以使用各种明场和暗场探头收集各种图像。收集图像种类有HADDF、LADDF、BF、ABF（JEOL），它优势是得到的原子结构像，像的衬度与原子序数有关，处理数据简单。EDS和EELS线扫描和面扫描都需要在此模式下进行。

3.   EELS（电子能量损失谱）

EELS能够测试的元素：能量分辨率0.7ev，理论上Li之后可以测。C、N、O、F、Mn、Fe、Ni、Cu等这些元素多些，但有些元素在高能区，不好测。

4.   HRTEM（高分辨像）

用于观察晶体的内部结构，原子排布和位错，孪晶的精细结构。高分辨像即相位衬度像，它是参与成像的所有衍射束和透射束之间由于相位差所产生的干涉图像。

5.   Mapping（EDS/EDX）

用以得到合金，纳米管和壳体材料中元素的分布情况，然后协助物相鉴定或者结构分析。

6.   会聚束电子衍射花样（CBED）

入射电子以非平行光入射样品并发生衍射时，物镜后焦面上的透射斑和衍射斑均扩展为圆盘，而圆内的各种衬度花样将反应样品晶体结构的三维信息。会聚束主要应用于晶体对称性、晶体点阵参数、薄晶片厚度、晶体和准晶体中位错矢量的测量及材料应变场研究。

7.   选区电子衍射花样（SAED）

在晶体结构分析、晶格参数测定和辅助物相鉴定中得到应用。