掃描電鏡（SEM）和透射電鏡（TEM）是兩種常用的電子顯微鏡，它們在原理、成像方式、樣品要求和應用等方面都有很大的不同。以下是它們的主要區別：

1. 成像原理

掃描電鏡（SEM）：

工作原理：掃描電鏡通過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，從而構建樣品表面的圖像。

成像方式：圖像是基于電子束與樣品表面的相互作用來產生的，顯示的是樣品的表面形貌和表面結構。

透射電鏡（TEM）：

工作原理：透射電鏡通過將電子束透過薄樣品，然后通過樣品后的透射電子進行成像。透射電子與樣品內部的原子結構發生相互作用，從而產生圖像。

成像方式：圖像顯示的是樣品的內部結構，包括晶體結構、原子級別的細節等。

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。

樣品表面需要導電，非導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，因為電子束需要透過樣品。

樣品需要非常高的純凈度，并且處理起來較為復雜。

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的內部結構。

透射電鏡（TEM）：

分辨率非常高，通常在 0.1-0.2 納米級別，可以觀察到原子級別的細節。

適合于研究樣品的微觀結構，能夠看到單個原子和晶格排列。

4. 圖像類型

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、結構等信息。

適合觀察大尺度的結構和表面特征，如微小顆粒、裂紋、孔洞等。

透射電鏡（TEM）：

提供二維圖像，通常是樣品的內部結構。

能夠顯示原子級的細節，適合觀察材料的微觀結構、晶體缺陷、納米結構等。

5. 樣品準備

掃描電鏡（SEM）：

樣品準備相對簡單，通常只需清潔表面，可能需要對非導電樣品進行金屬涂層。

對樣品的要求較低，可以直接觀察大多數樣品，且樣品不需要特別薄。

透射電鏡（TEM）：

樣品準備非常復雜，通常需要通過超薄切片（如超薄刀切或離子切割）來制備非常薄的樣品。

樣品須薄到足以讓電子透過，且須非常均勻。

6. 應用領域

掃描電鏡（SEM）：

適用于觀察材料表面、顆粒形態、破裂或磨損的表面結構、電子器件的表面分析等。

常用于材料科學、電子學、生物學、地質學等領域。

在半導體、金屬材料、薄膜分析、納米技術等方面有廣泛應用。

透射電鏡（TEM）：

主要用于觀察樣品的內部結構，能夠研究晶體結構、相變、缺陷、納米粒子等。

適用于高分辨率結構分析，廣泛應用于材料科學、納米技術、結構生物學等領域。

7. 圖像獲取速度

掃描電鏡（SEM）：

圖像獲取速度較快，因為它主要依賴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，因為電子束需要穿透樣品，而且樣品須非常薄。

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