球差电镜是一种高精度的透射电子显微镜，它通过校正球面像差来实现亚埃级的分辨率，从而能够清晰地观察到材料的微观结构和原子排布。
1. 超高分辨率：球差电镜的分辨率可达亚埃级，能够观察到原子尺度的结构。
2. HRTEM成像：高分辨透射电子显微镜（HRTEM）模式用于观测晶体内部结构、原子排布以及缺陷等。
3. HAADF-STEM：通过收集高角度散射的电子来形成图像，特别适用于观察含有重元素的样品，可以用于物相分析、异质界面表征、缺陷及掺杂研究等 。
4. EELS技术：球差电镜结合电子能量损失谱（EELS）技术，能够获取样品的化学信息，如元素价态和成键类型。
5. Mapping分析：通过能量色散X射线谱（EDS）或能量过滤像，球差电镜能够进行元素分布Mapping分析。
6. SAED技术：选区电子衍射花样（SAED）用于晶体结构分析和晶格参数测定。
7. iDPC：能够在低剂量条件下对易受电子束损伤的样品进行高对比度和高信噪比的成像，适用于轻、重元素的同时成像。
1. 块体用FIB、离子减薄等制样后方可上机测试，厚度30nm左右；粉末提供10mg左右；
2. 纳米颗粒或者纳米片建议用微栅或者超薄碳膜制样；
3. 含磁性元素的样品必须提供粉末用于验证磁性；
4. 样品载量：载量必须高于0.5%，最好1%-2%，可专门为测电镜做一个载量高，方便找区域
5. 样品必须要有天然的薄区
案例一
1. 发文期刊：《ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS》
2. 案例展示：
3. 测试需求：
原子级分辨率的球差电镜观察样品的晶格结构，结合PFM进一步分析样品关于铁电、介电性能的构效关系。
4. 测试解读：
d、g图在原子尺度上展示了钙钛矿结构的细节。基于二维高斯峰拟合，可以确定极化矢量，以箭头方向表示。
结合[110]、[100]晶轴方向的箭头，可以清晰看到R、T、O相组成的极化区域，从而证实了在短程无序区域形成了R-O-T多相共存状态。
e、h图显示，极性矢量角度映射沿[110]、[100]方向分别显示出明显的不均匀随机分布状态，证明了局部无序结构的存在。
统计分析结果表示，每个角度范围内包含的极性矢量数量大致相同，证明了B位阳离子具有大的活性空间。
Q1. 球差TEM可以测EDS和EELS吗？两者有什么区别？
球差电镜是配有能谱EDS和电子能量损失谱EELS附件的；
EDS和EELS均可用来做轻元素分析，但EELS更灵敏且统计性较好；EDS更适合做重元素分析，因为其峰背比高，元素容易辨认；相比之下，EELS在重元素分析时常常受限于EELS峰型，峰背比和信噪比的影响致元素难以辨识；
Q2. 拍球差的样品为什么要很薄？
薄的样品可以减少电子在样品中的弹射次数，分辨率就会比较高。
Q3. 样品很厚是不是制样没超声好？
球差一般是拍样品边缘几个nm的区域，所以对于原子相样品团聚不会影响到拍摄效果，但样品本身很厚就会有影响，这个与超声分散的效果没有关系，与样品本身的厚薄有关。
Q4. 样品为什么会积碳，积碳有什么影响？
答：样品中有机物的影响，制备过程含有机物，或者样品吸附空气中污染物；积碳会影响STEM模式的拍摄效果，让视野模糊不清。
Q5. 有什么方法可以改善积碳带来的影响？是否一定有用？
等离子清洗制好样的载网，但有洗坏样品的风险，可以会导致负载颗粒脱落等风险；电子束辐照样品一段时间，理论上会有改善，但是实际不一定会有明显效果。
Q6. 拍摄非晶样品，加速电压需要调么？
非晶样品如果不耐电子辐照，可以在测试之前将电压降到60kV或80kV，但降低电压，仪器的分辨率会降低。
Q7. 单原子样品拍mapping时，能扫出一个个原子的点吗？
可以扫出一个个点，但是一般很难跟拍摄照片对应起来。
Q8. 对单原子来说，除了球差电镜外，像XRD等可以辅助证明吗？
单原子可通过TEM、EDS等分析，一般通过球差和同步辐射来验证猜想。
Q9. 为什么拍不到原子分辨率的mapping和eels？
原子相要求样品很薄，样品薄的话能谱信号和eels号会比较弱，不利于收集信号。那就要求样品很薄，很稳定，能长时间收集信号，且要求原子序数都比较大的。一般样品很难同时符合这几个要求。
Q10. 球差原始数据如何得到滤波像？
可以通过DM软件中FFT变换得到滤波像。
Q11. 为什么STEM拍出来感觉比较模糊，没有TEM像清楚?
STEM成像有点类似于TEM的质厚忖度像，成像与元素的原子序数和样品厚度有关。如果样品很平整，比较薄，拍摄的清晰度很高，如果样品高低不平，清晰度会有影响。
Q12. 如何提前判断样品是否耐辐照？
首先看看样品是否含有有机成分，一般有机成分不耐电子辐照。如果样品暴露在空气中容易被氧化，HAADF-STEM模式拍的时候也会有发白的现象。样品在拍球差之前可以先拍TEM，TEM看到不耐辐照，球差肯定也有这种现象。
Q13. 不太稳定的样品能否拍球差，样品透射电镜下就分解，收缩，这种可以做聚光镜球差吗？
这种样品很难拍，可以通过降低球差电镜的电压来尝试，比如降到60kV。(低压球差电镜）
