扫描电镜和透射电镜的区别


发布时间:

2023-12-01

电子显微镜(EM)作为一种强大的微观观察工具,已经在科学研究和工程领域中占据着重要地位。其中,扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)是两种常用的电子显微镜类型,它们的原理、结构和应用领域各具特色。

电子显微镜(EM)作为一种强大的微观观察工具,已经在科学研究和工程领域中占据着重要地位。其中,扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)是两种常用的电子显微镜类型,它们的原理、结构和应用领域各具特色。

SEM以其对样品表面形貌和化学成分的高分辨率观察而闻名。通过扫描样品表面,SEM可以获取关于微观结构、形状和化学成分的详细信息,为材料科学、生物学等领域的研究提供了重要的视角。其基本原理是利用入射电子与样品表面相互作用,产生二次电子、背散射电子等信号,通过对这些信号的检测和处理实现对样品的成像和分析。

与之不同的是,TEM专注于内部结构的高分辨率观察。通过透射电子,TEM可以突破光学显微镜的分辨极限,实现对样品内部晶体结构、成分分布以及原子级的细节的直接观察。这为材料科学、生物学、纳米技术等领域提供了深度的分析工具。

那么扫描电镜和透射电镜的区别到底有什么区别呢?下面泽攸科技小编来给大家归类一下:

1. 原理和信号获取

SEM:利用入射电子与样品表面相互作用产生的二次电子、背散射电子、X射线等信号,主要用于观察样品的表面形貌和化学成分的分布。

TEM:利用电子的波动性和透射电子与样品内部相互作用产生的电子衍射、透射电子等信号,主要用于观察样品的内部结构,包括晶体结构、成分分布和原子级的细节。

2. 结构

SEM:包括镜筒、电子信号的收集与处理系统、电子信号的显示与记录系统、真空系统及电源系统。

TEM:包括电子光学部分(照明系统、样品室、成像系统、图像观察和记录系统)、真空系统和供电控制系统。

3. 功能

SEM:高分辨形貌观察,特别适用于固体物质的表面形貌和形状分析。化学成分的空间变化分析,通过不同信号的采集实现化学成分的定性和定量分析。

TEM:原位观察样品的内部结构,包括晶体结构和成分的分布。能进行高分辨的相衬显微观察,对非晶体样品也有一定的透射能力。通过附件的增加,可以进行能谱分析、电子能量损失谱分析等。

4. 衬度原理

SEM:质厚衬度主要来自非晶体样品的原子序数和厚度的差异,形成质厚衬度。衍射衬度主要来自晶体试样各部分满足布拉格反射条件不同和结构振幅的差异。

TEM:质量厚度衬度是样品不同微区间存在的原子序数或厚度的差异形成的,也叫质厚衬度。

5. 对样品的要求

SEM:制样对样品厚度没有特殊要求,但需要进行表面处理,如切割、磨削、抛光等。

TEM:样品要求非常薄,通常在10~100nm的厚度范围,制样较为复杂,需要高度精细的加工,常利用聚焦离子束刻蚀(FIB)进行精细加工。

综上不难看出,SEM适用于表面形貌和化学成分分布的观察,而TEM则更适用于内部结构的高分辨率观察和分析,它们在科学研究和材料分析中扮演着不同的角色。

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