掃描電鏡與透射電鏡有何區(qū)別?
日期:2025-02-20
掃描電鏡(SEM)和透射電鏡(TEM)是兩種常用的電子顯微鏡,它們?cè)谠怼⒊上穹绞健悠芬蠛蛻?yīng)用等方面都有很大的不同。以下是它們的主要區(qū)別:
1. 成像原理
掃描電鏡(SEM):
工作原理:掃描電鏡通過(guò)聚焦電子束掃描樣品表面,并收集反射或散射的二次電子、背散射電子等信號(hào),從而構(gòu)建樣品表面的圖像。
成像方式:圖像是基于電子束與樣品表面的相互作用來(lái)產(chǎn)生的,顯示的是樣品的表面形貌和表面結(jié)構(gòu)。
透射電鏡(TEM):
工作原理:透射電鏡通過(guò)將電子束透過(guò)薄樣品,然后通過(guò)樣品后的透射電子進(jìn)行成像。透射電子與樣品內(nèi)部的原子結(jié)構(gòu)發(fā)生相互作用,從而產(chǎn)生圖像。
成像方式:圖像顯示的是樣品的內(nèi)部結(jié)構(gòu),包括晶體結(jié)構(gòu)、原子級(jí)別的細(xì)節(jié)等。
2. 樣品要求
掃描電鏡(SEM):
樣品可以是比較大的固體,甚至是較為粗糙的樣品。
樣品表面需要導(dǎo)電,非導(dǎo)電樣品通常需要鍍上一層薄的金屬涂層(如金或碳),以避免電子束引發(fā)靜電積聚。
樣品厚度不需要特別薄,幾毫米甚至幾厘米厚的樣品也能進(jìn)行觀察。
透射電鏡(TEM):
樣品須是非常薄的,通常需要小于100nm(納米)的厚度,因?yàn)殡娮邮枰高^(guò)樣品。
樣品需要非常高的純凈度,并且處理起來(lái)較為復(fù)雜。
樣品需要能夠承受高能電子束的輻照,避免樣品損壞。
3. 分辨率
掃描電鏡(SEM):
分辨率較低,一般在 1-10 納米之間。
適用于觀察樣品的宏觀表面形貌,不能觀察到非常精細(xì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
透射電鏡(TEM):
分辨率非常高,通常在 0.1-0.2 納米級(jí)別,可以觀察到原子級(jí)別的細(xì)節(jié)。
適合于研究樣品的微觀結(jié)構(gòu),能夠看到單個(gè)原子和晶格排列。
4. 圖像類(lèi)型
掃描電鏡(SEM):
主要提供三維的表面圖像,圖像通常是立體的,能夠清晰地顯示樣品的表面形貌、粗糙度、結(jié)構(gòu)等信息。
適合觀察大尺度的結(jié)構(gòu)和表面特征,如微小顆粒、裂紋、孔洞等。
透射電鏡(TEM):
提供二維圖像,通常是樣品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
能夠顯示原子級(jí)的細(xì)節(jié),適合觀察材料的微觀結(jié)構(gòu)、晶體缺陷、納米結(jié)構(gòu)等。
5. 樣品準(zhǔn)備
掃描電鏡(SEM):
樣品準(zhǔn)備相對(duì)簡(jiǎn)單,通常只需清潔表面,可能需要對(duì)非導(dǎo)電樣品進(jìn)行金屬涂層。
對(duì)樣品的要求較低,可以直接觀察大多數(shù)樣品,且樣品不需要特別薄。
透射電鏡(TEM):
樣品準(zhǔn)備非常復(fù)雜,通常需要通過(guò)超薄切片(如超薄刀切或離子切割)來(lái)制備非常薄的樣品。
樣品須薄到足以讓電子透過(guò),且須非常均勻。
6. 應(yīng)用領(lǐng)域
掃描電鏡(SEM):
適用于觀察材料表面、顆粒形態(tài)、破裂或磨損的表面結(jié)構(gòu)、電子器件的表面分析等。
常用于材料科學(xué)、電子學(xué)、生物學(xué)、地質(zhì)學(xué)等領(lǐng)域。
在半導(dǎo)體、金屬材料、薄膜分析、納米技術(shù)等方面有廣泛應(yīng)用。
透射電鏡(TEM):
主要用于觀察樣品的內(nèi)部結(jié)構(gòu),能夠研究晶體結(jié)構(gòu)、相變、缺陷、納米粒子等。
適用于高分辨率結(jié)構(gòu)分析,廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)、納米技術(shù)、結(jié)構(gòu)生物學(xué)等領(lǐng)域。
7. 圖像獲取速度
掃描電鏡(SEM):
圖像獲取速度較快,因?yàn)樗饕蕾?lài)于電子束在樣品表面的掃描。
透射電鏡(TEM):
圖像獲取速度較慢,因?yàn)殡娮邮枰┩笜悠罚覙悠讽毞浅1 ?/span>
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作者:澤攸科技