掃描電鏡和透射電鏡的區別

電子顯微鏡已經成為表征各種材料的有力工具。 它的多功能性和極高的空間分辨率使其成為許多應用中非常有價值的工具。 其中，兩種主要的電子顯微鏡是透射電子顯微鏡（TEM）和掃描電子顯微鏡（SEM）。 在這篇博客中，將簡要描述他們的相似點和不同點。  

掃描電鏡和透射電鏡的工作原理

從相似點開始, 這兩種設備都使用電子來獲取樣品的圖像。他們的主要組成部分是相同的;  

· 電子源;

· 電磁和靜電透鏡控制電子束的形狀和軌跡;

· 光闌。

所有這些組件都存在于高真空中。  

現在轉向這兩種設備的差異性。 掃描電鏡（SEM）使用一組特定的線圈以光柵樣式掃描樣品并收集散射的電子（ 詳細了解SEM中檢測到的不同類型的電子 ）。

而透射電鏡（TEM）是使用透射電子，收集透過樣品的電子。 因此，透射電鏡（TEM）提供了樣品的內部結構，如晶體結構，形態和應力狀態信息，而掃描電鏡（SEM）則提供了樣品表面及其組成的信息。  

而且，這兩種設備zui明顯的差別之一是它們可以達到的zui佳空間分辨率; 掃描電鏡（SEM）的分辨率被限制在?0.5nm，而隨著zui近在球差校正透射電鏡（TEM）中的發展，已經報道了其空間分辨率甚至小于50pm。

哪種電子顯微鏡技術操作員進行分析？

這完全取決于操作員想要執行的分析類型。 例如，如果操作員想獲取樣品的表面信息，如粗糙度或污染物檢測，則應選擇掃描電鏡（SEM）。 另一方面，如果操作員想知道樣品的晶體結構是什么，或者想尋找可能存在的結構缺陷或雜質，那么使用透射電鏡（TEM）是*的方法。

掃描電鏡（SEM）提供樣品表面的3D圖像，而透射電鏡（TEM）圖像是樣品的2D投影，這在某些情況下使操作員對結果的解釋更加困難。  

由于透射電子的要求，透射電鏡（TEM）的樣品必須非常薄，通常低于150nm，并且在需要高分辨率成像的情況下，甚至需要低于30nm，而對于掃描電鏡（SEM）成像，沒有這樣的特定要求。  

這揭示了這兩種設備之間的另一個主要差別：樣品制備。掃描電鏡（ SEM）的樣品很少需要或不需要進行樣品制備，并且可以通過將它們安裝在樣品杯上直接成像。  

相比之下，透射電鏡（TEM）的樣品制備是一個相當復雜和繁瑣的過程，只有經過培訓和有經驗的用戶才能成功完成。 樣品需要非常薄，盡可能平坦，并且制備技術不應對樣品產生任何偽像（例如沉淀或非晶化 ）。 目前已經開發了許多方法，包括電拋光，機械拋光和聚焦離子束刻蝕。 格柵和支架用于安裝透射電鏡（TEM）樣品。

SEM vs TEM：操作上的差異

這兩種電子顯微鏡系統在操作方式上也有所不同。 掃描電鏡（SEM）通常使用15kV以上的加速電壓，而透射電鏡（TEM）可以將其設置在60-300kV的范圍內。  

與掃描電鏡（SEM）相比，透射電鏡（TEM）提供的放大倍數也相當高：透射電鏡（TEM）可以將樣品放大5000萬倍以上，而對于掃描電鏡（SEM）來說，限制在1-2百萬倍之間。