做材料科研的小伙伴,想必都对 TEM 图又爱又恨:拍出了好看的形貌图,却不知道怎么把模糊的晶格条纹变清晰?拿到了 dm3 源文件,却对着满屏的工具栏无从下手?想给论文配上标准的晶面标注,却连标尺标定都搞不清?
别慌,今天这篇,我们就把 TEM 图处理的三大核心步骤,手把手给你讲明白,看完就能上手,再也不用到处求人帮忙处理数据。
一、尺寸标定
标尺标定是TEM图所有长度测量(颗粒大小、晶面间距等)的基础,直接影响数据准确性,不可跳过。
实操步骤:
1. 打开文件:用Digital Micrograph(DM软件)打开文件,.dm3格式会自动识别标尺等信息,可直接跳过标定。
2. 手动标定(导出图专用):jpg、tiff格式需手动操作:① 用放大镜放大标尺区域;② 按住Shift键,用画线工具沿标尺画等长线段(避开标尺线宽,避免倾斜误差);③ 选中线段,点击Analysis - Calibrate,输入标尺实际长度(如5nm)和单位,点击OK即可。
标定完成后,图中所有长度测量均为真实物理尺寸,为后续分析奠定基础。
二、降噪处理
高分辨TEM图常因电子剂量、样品特性或拍摄噪声,导致晶格条纹模糊,可通过傅里叶变换(FFT)降噪,分离晶格信号与噪声。
实操步骤:
1. 框选处理区域:用矩形框选工具,按住Alt键框选正方形区域(FFT处理必要条件),优先选晶格条纹均匀、含10个以上条纹的区域。
2. 实时傅里叶变换:点击Process - Live FFT,弹出傅里叶频谱图,拖动左侧框找到信号最佳区域。
3. 掩码过滤噪声:用Mask工具框选频谱图中明亮的晶格信号斑点,过滤背景噪声。
4. 反傅里叶变换:依次点击Process - Apply Mask和Process - FFT - Inverse FFT,即可得到清晰的晶格图。
⚠️ 小提醒:降噪处理不要过度!如果你的样品里有位错、层错这类缺陷,不要把这些信号也过滤掉了,不然会丢失样品的真实结构信息。
三、晶面间距与晶面标定
晶面分析是TEM高分辨图的核心价值所在,通过晶面间距可确定样品物相与暴露晶面。
实操步骤:
1. 测量晶面间距:用Profile工具,在晶格图上画垂直于晶格条纹的直线,弹出强度分布窗口后,框选10个以上峰计算平均间距(减少误差),如10个峰总长度2.6nm,平均间距即为0.26nm。
2. 匹配晶面指数:借助XRD标准PDF卡片匹配:① 单位转换(1nm=10Å),将测得的nm值转为Å;② 找到卡片中与测得d值最接近的项,其对应晶面指数即为目标晶面(如2.6Å可对应TiO₂的(002)晶面)。
搞定了清晰的晶格条纹,接下来就是最核心的晶面分析了,这也是 TEM 高分辨图最有价值的部分 —— 通过晶面间距,我们可以确定样品的物相,还有暴露的晶面。
最后,你就可以把这些信息标注在图上,加上晶面间距和晶面指数,一张可以直接用在论文里的标准高分辨 TEM 图就做好了。
其实 TEM 图处理并没有想象中那么难,只要把这三个基础步骤搞清楚:先标定标尺保证数据准确,再用 FFT 降噪把模糊的条纹变清晰,最后测量晶面间距匹配晶面,新手也能快速上手。
当然,不同的样品可能会有不同的处理细节,比如多晶、非晶的处理会有区别,但核心的逻辑都是相通的。希望这篇教程,能帮到刚接触 TEM 的小伙伴,少走一点弯路。


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