掃描電鏡與透射電鏡(TEM)的區(qū)別有哪些?
日期:2024-11-05
掃描電子顯微鏡(SEM)和透射電子顯微鏡(TEM)是兩種主要的電子顯微鏡技術(shù),各自具有獨(dú)特的成像原理、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用領(lǐng)域等特點(diǎn)。以下是它們的主要區(qū)別:
1. 成像原理
SEM:使用聚焦的電子束掃描樣品表面,電子束與樣品相互作用生成二次電子、背散射電子等信號(hào)。這些信號(hào)被探測(cè)器收集,從而得到樣品的表面形貌圖像。
TEM:電子束穿透超薄樣品,并在樣品內(nèi)產(chǎn)生散射。透過(guò)樣品的電子形成衍射圖案或圖像,再經(jīng)過(guò)投影系統(tǒng)投影到熒光屏或攝像設(shè)備上。TEM的圖像反映了樣品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
2. 樣品要求
SEM:樣品可以是塊狀的,不需要特別薄,可以是導(dǎo)電的或涂覆導(dǎo)電膜的非導(dǎo)電材料。樣品的尺寸和厚度不受?chē)?yán)格限制,但需在低壓環(huán)境下保持穩(wěn)定。
TEM:樣品須非常?。ㄍǔT?00納米以下),以便讓電子束穿透,因此需要對(duì)樣品進(jìn)行復(fù)雜的制備,如離子束切割或機(jī)械拋光。通常僅適用于透明材料或小型結(jié)構(gòu)。
3. 分辨率和放大倍數(shù)
SEM:分辨率通常在1到10納米左右,放大倍數(shù)一般在20到500,000倍。SEM主要用于觀察樣品的表面結(jié)構(gòu),能夠獲得高對(duì)比度的表面形貌圖像。
TEM:由于電子束透射和投影,分辨率更高,能達(dá)到亞納米級(jí)(0.1納米左右),放大倍數(shù)可以超過(guò)1,000,000倍,適合觀察原子級(jí)結(jié)構(gòu)和細(xì)微內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
4. 圖像類(lèi)型
SEM:生成的是樣品表面的三維感圖像,有較強(qiáng)的立體效果,適合分析表面形貌、粗糙度、顆粒大小等。
TEM:生成的是樣品內(nèi)部的二維投影圖像,能夠顯示樣品的晶體結(jié)構(gòu)、缺陷、位錯(cuò)等細(xì)節(jié)。
5. 應(yīng)用領(lǐng)域
SEM:多用于材料科學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)、工業(yè)檢測(cè)等領(lǐng)域,用于觀察樣品的表面形貌、顆粒結(jié)構(gòu)和組成分析等。
TEM:多用于納米材料、半導(dǎo)體、晶體學(xué)、細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域,特別適合研究材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和亞結(jié)構(gòu)。
6. 成像深度
SEM:有較大的成像深度,可以獲得深景的立體圖像,尤其適合觀察粗糙或復(fù)雜表面。
TEM:成像深度小,通常僅限于樣品的厚度范圍內(nèi),適合觀察平面結(jié)構(gòu)和內(nèi)部精細(xì)特征。
7. 樣品破壞性
SEM:在低電子束電壓下,樣品的損傷相對(duì)較小。但高電壓或長(zhǎng)時(shí)間掃描可能會(huì)對(duì)樣品產(chǎn)生損傷,尤其是對(duì)于敏感材料。
TEM:由于電子束直接穿透樣品,對(duì)樣品的損傷較大,尤其是對(duì)于生物樣品或高分子材料,通常需要冷凍或低劑量成像以減少破壞。
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作者:澤攸科技