2012年電子顯微鏡短期授課培訓(xùn)計(jì)劃（草案）
2012-03-07 中國電子顯微鏡學(xué)會 電子顯微鏡與電子顯微術(shù)是利用電子束實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的微觀成像與局域化學(xué)分析。由于電子波長短，如300kV加速電壓的電子波長小于0.002nm，因此我們可用電子波分辨原子結(jié)構(gòu)和在此尺度上進(jìn)行化學(xué)分析。目前最好的電子顯微鏡其分辨率已可達(dá)到0.05nm， 即在0.05nm尺度上成像和進(jìn)行化學(xué)成分與化學(xué)鍵的分析。然而，可見光的最短波長，紫光為400nm，這兩種手段在分辨率上有三個(gè)量級以上，可見電子顯微鏡在現(xiàn)代材料，特別是納米技術(shù)的研發(fā)中具有不可替代的作用，被稱為納米科學(xué)的“眼睛”。 譬如，單壁納米碳管的壁厚為0.33nm，各種功能納米線為直徑50nm以下，量子點(diǎn)位為幾nm，等等。這些納米材料的誕生為電子顯微術(shù)提出了新的要求。同時(shí)，生命科學(xué)的快速發(fā)展也使生物電鏡技術(shù)特別是各種類型的生物樣品的制備技術(shù)提出了更高的需求。 電子顯微鏡不僅用于科研界，而且在半導(dǎo)體、冶金、化工等工業(yè)界也有廣泛應(yīng)用。目前國內(nèi)有數(shù)千臺電鏡在運(yùn)行，且每年增添量為400至500臺，已經(jīng)形成一高技術(shù)專業(yè)領(lǐng)域，而且這種需求會隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展而增加，并在大型專業(yè)儀器的領(lǐng)域具普遍性。 電子顯微鏡的光學(xué)系統(tǒng)非常復(fù)雜，非光學(xué)顯微鏡可比。專業(yè)電子顯微鏡工作者需要有電子光學(xué)、固體物理、化學(xué)與晶體學(xué)等背景知識，并具有相當(dāng)時(shí)間的操作實(shí)踐，才能掌握。在國內(nèi)外高校中，電子顯微學(xué)一般列為研究生課程，而且在學(xué)習(xí)時(shí)理論課與實(shí)驗(yàn)課必須同時(shí)進(jìn)行，學(xué)生才可能學(xué)懂和掌握操作技術(shù)。 【短期培訓(xùn)計(jì)劃】 針對目前高等院校中極少有專業(yè)電鏡課程開設(shè)的狀況，而設(shè)置在高校、研究所、工業(yè)界的電鏡室非常需要培養(yǎng)和提高專業(yè)電鏡工作者的狀況，我們擬定了如下課程計(jì)劃，即以短期培訓(xùn)，‘授課-實(shí)驗(yàn)’交替進(jìn)行，一周內(nèi)理解并掌握一定的原理和實(shí)驗(yàn)技能的方法。 掃描電子顯微鏡(SEM)短期課程計(jì)劃 Ⅰ. SEM基礎(chǔ)課程 對象與目的：初學(xué)人員或希望從新學(xué)習(xí)者，經(jīng)此課程學(xué)習(xí)掃描電鏡原理并達(dá)到可獨(dú)立操作。 授課內(nèi)容：⑴ 掃描電子顯微鏡結(jié)構(gòu)與光學(xué)系統(tǒng)（I） ⑵ 電子束與樣品的相互作用與成像原理 ⑶ 常用掃描電鏡的樣品制備方法（包括生物樣品） 實(shí)驗(yàn)安排：⑴ SEM的基本操作方法(電鏡的啟動(dòng),樣品的安裝和更換,條件的設(shè)定及觀察圖像) ⑵ 不同電壓和不同模式下成像 ⑶ EDS能譜獲得 Ⅱ. SEM中級課程A 對象與目的：為有一定掃描電鏡基礎(chǔ)的人員（不低于30小時(shí)電鏡操作）進(jìn)一步掌握一些現(xiàn)代掃描技術(shù)的方法。 授課內(nèi)容：⑴ 掃描電子顯微鏡結(jié)構(gòu)與光學(xué)系統(tǒng)（II）及現(xiàn)代掃描電鏡中成像辦法 ⑵ X射線能譜分析原理與化學(xué)分析方法 ⑶ 掃描電子顯微鏡的維護(hù)的原則 實(shí)驗(yàn)安排：⑴ 利用低電壓/減速模式從導(dǎo)電性差的樣品直接獲得高質(zhì)量像 （2）利用X射線能譜儀實(shí)現(xiàn)一維和二維化學(xué)分析 （3）掃描電子顯微鏡的真空系統(tǒng)維護(hù)，更換電鏡燈絲等 （4）生物樣品制備的關(guān)鍵步驟 III. SEM中級課程B – 低真空環(huán)境掃描成像原理與技術(shù) （內(nèi)容另列） IV. SEM中級課程C – 低溫生物電鏡技術(shù) （內(nèi)容另列） V. SEM高級課程A – 電子束誘導(dǎo)的陰極熒光原理與光譜像 （內(nèi)容另列） VI. SEM高級課程B –電子束感生電流原理與半導(dǎo)體器件電荷（空穴）分布像 （內(nèi)容另列） VII. SEM高級課程C – 電子背散射衍射原理與晶體取向測定 （內(nèi)容另列） 透射電子顯微鏡(TEM)短期課程計(jì)劃 Ⅰ. TEM基本課程： 對象與目的：初學(xué)人員或希望從新學(xué)習(xí)者，經(jīng)此課程學(xué)習(xí)透射電鏡原理并達(dá)到可獨(dú)立操作的基本要求。 授課內(nèi)容：⑴ 透射電子顯微主講結(jié)構(gòu)與電子光學(xué)系統(tǒng)。 ⑵ 電子與薄晶體的相互作用——運(yùn)動(dòng)學(xué)成像理論。 ⑶ 原子分辨的高分辨像基本原理(動(dòng)力學(xué)散射)。 ⑷ 掃描透射原理與EDS掃描分析。 實(shí)驗(yàn)安排：⑴ TEM(FEI 200 kV場發(fā)射)基本操作方法(電鏡的啟動(dòng),樣品的安裝和更換,條件的設(shè)定及觀察圖像)。 ⑵ HR-TEM原子像的獲得與相應(yīng)電子衍射譜。 ⑶ STEM模式成像與掃描分析(一維線掃與二維面掃EDS譜與像的獲得)。 ⑷不同生物樣品制備的要點(diǎn)與關(guān)鍵步驟 Ⅱ. TEM中級課程A – 膜材料缺陷的電鏡觀察（以半導(dǎo)體為例） 對象與目的：為有一定透射電鏡基礎(chǔ)的人員（不低于30小時(shí)電鏡操作）進(jìn)一步掌握一些實(shí)用透射電鏡技術(shù)的方法。 授課內(nèi)容：⑴ 電子衍射原理與衍射圖的標(biāo)定。 ⑵ 晶體學(xué)基礎(chǔ)與結(jié)構(gòu)確定。 ⑶ 晶體缺陷觀察的衍射襯度原理。 實(shí)驗(yàn)安排：⑴ 晶體傾轉(zhuǎn)與電子衍射圖的獲得。 ⑵ 雙光束衍襯像的明場、暗場和弱束方法。 Ⅲ. TEM中級課程B – 材料微結(jié)構(gòu)的電鏡研究方法（以納米材料為例） 對象與目的：為有一定透射電鏡基礎(chǔ)的人員（不低于30小時(shí)電鏡操作）進(jìn)一步掌握一些實(shí)用透射電鏡技術(shù)的方法。 授課內(nèi)容：⑴ 電子衍射原理與電子衍射圖的標(biāo)定。 ⑵ 晶體學(xué)基礎(chǔ)與利用電子衍射確定結(jié)構(gòu)。 ⑶ 利用電子衍射與高分辨像確定晶體、界面、層錯(cuò)等結(jié)構(gòu)。 實(shí)驗(yàn)安排：⑴ 晶體傾轉(zhuǎn)與定取向電子衍射圖的獲得。 ⑵ 高分辨系列像方法。 ⑶ 電子衍射圖模擬程序使用與空間群的確定。 IV. TEM高級課程A – 原子分辨成像理論與實(shí)驗(yàn)（透射模式） 對象與目的：已完成中級課程A 或 B，（不低于100小時(shí)電鏡操作）進(jìn)一步掌握一些現(xiàn)代透射電鏡的理論與技術(shù)。 授課內(nèi)容：⑴ 電子衍射的動(dòng)力學(xué)理論與計(jì)算 ⑵ 電子顯微鏡光學(xué)系統(tǒng)的成像原理（CTF） ⑶ 高分辨電子顯微像的模擬方法 實(shí)驗(yàn)安排：⑴ 晶體的高分辨電子顯微像的試驗(yàn)條件與系列欠焦像的正確獲得 ⑵ 晶體二維投影原子像的多層法計(jì)算與模擬動(dòng)力學(xué)電子衍射譜 V. TEM高級課程B – 原子分辨成像理論與實(shí)驗(yàn)（掃描透射模式）（內(nèi)容另列） VI. TEM高級課程C – 電子能量損失譜 （EELS）（內(nèi)容另列） VII. TEM高級課程 D – 微米-納米粒子-多孔材料的三維成像 （TEM和STEM模式）（內(nèi)容另列） 【授課與實(shí)驗(yàn)的時(shí)間安排】 每一期課程為五天，其中包括周末兩整天，以便于保證最大可能的上機(jī)時(shí)間。授課一般為白天，三次，每次3-4小時(shí) （即 授課： 4 h*3天 = 12 h.）。 實(shí)驗(yàn)課不低于兩臺電鏡，在五天內(nèi)提供不低于60小時(shí)機(jī)時(shí)。一般三人一組，每次3 -4 小時(shí)，不低于4次，即每個(gè)學(xué)員不低于5 電鏡小時(shí)。 根據(jù)課程總安排，每期學(xué)員總數(shù)為12人。 【聯(lián)系方式】 材料科學(xué)：張錦平（中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所測試分析平臺； 電話：13776040796（手機(jī)）；0512-62872601（辦）；E-mail：[email protected]）；李寧春（中國電子顯微鏡學(xué)會；電話：010-82671519；13910743390）；胡萍（中國電子顯微鏡學(xué)會；電話：010-82673560） 生命科學(xué)：馬洪駿（石家莊市河北醫(yī)科大學(xué)電鏡實(shí)驗(yàn)中心；電話：13833101505（手機(jī)）； 0311-86265570（辦）；e-mail：[email protected]）；李寧春（中國電子顯微鏡學(xué)會；電話：010-82671519；13910743390）；胡萍（中國電子顯微鏡學(xué)會；電話：010-82673560） 【收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)】 電話咨詢 【評分辦法】 1. 完成初級課程并考核通過，得2分； 2. 完成一期中級課程并考核通過，得3分； 3. 完成一期高級課程并考核通過，得4分。 凡得到8分以上者，按得分可給予不同級別的《電子顯微學(xué)會》證明。
