扫描电镜与透射电镜(TEM)的区别有哪些?
日期:2024-11-05
扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)是两种主要的电子显微镜技术,各自具有独特的成像原理、结构、应用领域等特点。以下是它们的主要区别:
1. 成像原理
SEM:使用聚焦的电子束扫描样品表面,电子束与样品相互作用生成二次电子、背散射电子等信号。这些信号被探测器收集,从而得到样品的表面形貌图像。
TEM:电子束穿透超薄样品,并在样品内产生散射。透过样品的电子形成衍射图案或图像,再经过投影系统投影到荧光屏或摄像设备上。TEM的图像反映了样品的内部结构。
2. 样品要求
SEM:样品可以是块状的,不需要特别薄,可以是导电的或涂覆导电膜的非导电材料。样品的尺寸和厚度不受严格限制,但需在低压环境下保持稳定。
TEM:样品须非常薄(通常在100纳米以下),以便让电子束穿透,因此需要对样品进行复杂的制备,如离子束切割或机械抛光。通常仅适用于透明材料或小型结构。
3. 分辨率和放大倍数
SEM:分辨率通常在1到10纳米左右,放大倍数一般在20到500,000倍。SEM主要用于观察样品的表面结构,能够获得高对比度的表面形貌图像。
TEM:由于电子束透射和投影,分辨率更高,能达到亚纳米级(0.1纳米左右),放大倍数可以超过1,000,000倍,适合观察原子级结构和细微内部结构。
4. 图像类型
SEM:生成的是样品表面的三维感图像,有较强的立体效果,适合分析表面形貌、粗糙度、颗粒大小等。
TEM:生成的是样品内部的二维投影图像,能够显示样品的晶体结构、缺陷、位错等细节。
5. 应用领域
SEM:多用于材料科学、生物学、化学、工业检测等领域,用于观察样品的表面形貌、颗粒结构和组成分析等。
TEM:多用于纳米材料、半导体、晶体学、细胞超微结构等领域,特别适合研究材料的内部结构和亚结构。
6. 成像深度
SEM:有较大的成像深度,可以获得深景的立体图像,尤其适合观察粗糙或复杂表面。
TEM:成像深度小,通常仅限于样品的厚度范围内,适合观察平面结构和内部精细特征。
7. 样品破坏性
SEM:在低电子束电压下,样品的损伤相对较小。但高电压或长时间扫描可能会对样品产生损伤,尤其是对于敏感材料。
TEM:由于电子束直接穿透样品,对样品的损伤较大,尤其是对于生物样品或高分子材料,通常需要冷冻或低剂量成像以减少破坏。
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作者:泽攸科技