在纳米科技领域，SEM 是低维纳米材料研发核心表征工具，但传统 LV-SEM 面对核壳、异质结等精细结构有一定局限，超低电压SEM（VLV-SEM）恰好填补空白。

为什么非弹性散射值得我们关注？因为这类散射过程产生了多种信号，每种信号都能提供比弹性电子更丰富的样品化学信息。除了能量损失电子本身，最重要的信号包括特征X射线、二次电子，以及偶尔出现的可见光（阴极荧光，CL）。

弹性散射电子是TEM图像衬度的主要来源，同时也产生衍射图样(DPs)的大部分强度，因此理解控制这一过程的因素至关重要。我们将首先考察来自单个孤立原子的弹性散射，然后探讨样品中多个原子协同产生的弹性散射现象。

电子是低质量、带负电荷的粒子，经过其他电子或原子核附近时易被库仑相互作用偏转。这种静电作用引起的散射是TEM的基础。

电子兼具粒子性和波动性。波动性产生衍射效应，对TEM同样重要。没有电子散射，就无法生成TEM图像、衍射花样或光谱数据。因此，理解电子散射的粒子和波动方法是解释TEM信息的关键。

我们将以 TEM 的历史发展作为开篇，因为这段发展历程与”为什么选择TEM进行材料表征”的诸多理由密切相关。随着仪器技术的持续进步，采用TEM的科学依据也在不断增强。

FIB诱导沉积（FIBID）是以气体前驱体为原料的自下而上原型制造方法。其原理是利用离子束辐照选择性分解吸附在基底表面的前驱体分子，使其生成挥发性与非挥发性产物；前者由真空系统抽走，后者在目标区域沉积，从而直接“书写”纳米结构。

图像的分辨率和清晰度对于在各种成像方法中提供准确的尺寸测量至关重要。为简化讨论，本研究主要针对扫描电子显微镜（SEM），但该算法可应用于众多其他成像技术。

透射电镜（TEM）是研究各种材料微观结构、处理效果及固态反应的重要表征技术。然而，利用该技术探索样品真实结构时，制约因素通常并非电子显微镜的分辨率，而是样品制备质量（Kestel, 1995; Hytch和Chevalier, 1994）。

TEM表征要求制备对电子束透明的薄材料截面。虽然某些材料可采用适当的化学蚀刻程序制备TEM样品，但随着研究对象日趋复杂，离子减薄技术得到了广泛应用。这主要因为复杂材料缺乏统一的化学蚀刻条件，而离子减薄具有广泛的材料适用性，已成为通用的样品制备方法。尽管如此，离子减薄过程中的假象问题不容忽视，同时还需考虑观察过程中电子束产生的假象效应（Brown和Humphreys, 1998）。

生物样品进入电高真空环境前必须进行”保存”稳定化处理，在各种已开发方法中，投入式冷冻技术能最大程度保持样品接近天然状态因此成为首选方法。

投入式冷冻技术是将样品在载网上铺成薄膜后快速投入低温介质（通常是液体乙烷）中，技术成功关键在于载网和样品性质、均匀薄膜形成、低温介质温度性质以及投入条件的精确控制。

本文系统回顾了投入式冷冻的基本原理、关键技术、仪器设备、常见问题和安全注意事项。