yy.vip易游-扫描电子显微镜（SEM）与透射电子显微镜（TEM）的区别

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　　人类依靠感官来感知世界，这些显微分析仪器扩展了人类的感知能力。我们都熟悉光学显微镜，但这些基于透镜成像的显微镜受到阿贝极限的限制，其分辨率被限制在所用光波长的一半。

　　因此，由于光的波长限制，光学显微镜的分辨率只能达到微米级。然而，快速运动的电子具有波粒二象性，而电子作为一种波，其重要特性就是波长。

　　随着加速电压的增加，电子波长会减小。通过使用更高的加速电压（例如 30 kV），可以获得波长约为 7 pm 的电子。电子显微镜是通过使用电子作为“光”并用磁透镜代替传统光学透镜而创建的。

　　电子与固体样品相互作用时，会产生一系列与样品相关的信息，包括感生电动势、阴极发光、特征X射线、背散射电子、俄歇电子、二次电子、吸收电子、透射电子等，利用这些信息可以获得微观尺度的结构信息。

　　SEM（扫描电子显微镜）和TEM（透射电子显微镜）是两种常见的电子显微镜。SEM 使用二次电子（SE）和背散射电子（BSE）来捕获样本透射电子样本生成投影图像。

　　SEM使用聚焦电子束扫描样本表面，并收集每个点产生的信号，逐个像素构建放大图像。 位于物镜下方的扫描线圈引导光束在 XY 平面上精确穿过样本表面。根据放大倍数（最高 200 万倍），光束扫描的视野范围从几微米到几毫米。

　　SEM的典型加速电压范围为 1 kV 至 30 kV。较低的加速电压可提供较柔和的光束，这对于对光束敏感且绝缘的样品进行成像非常有用。 二次电子对原子序数不太敏感，更适合观察表面形貌。相比之下，背散射电子对原子序数较大的样品产生更高的信号，使其适合成分成像。

　　TEM 的加速电压通常在 30 kV 至 300 kV 之间，这比 SEM 仪器中使用的电压高得多，因此可以获得更高分辨率的图像。 校正像差的 TEM 可以实现低于 1Å 的空间分辨率，从而能够观察样本中非常精细的细节，例如纳米颗粒内的单个原子排列。

　　TEM通过用宽电子束照射样本并在单帧中检测透射电子来生成样本的放大图像 。与 SEM 不同，TEM 不需要扫描线圈将电子束扫描到样本上。相反，照明系统会形成宽光束。

　　TEM 图像的放大倍数可超过 5000 万倍，可直接显示晶体的原子结构。然而， TEM 测试的样本必须非常薄，通常小于 100 纳米，以便电子束能够穿过。

　　TEM所分析的透射电子束可分为直射束与衍射束，因而有成像模式与衍射模式，衍射模式下， 通过调整位于标本下方的中间透镜与物镜光圈，可形成特定衍射图样的图像，有助于了解标本的晶体结构与缺陷。

　　STEM（扫描透射电子显微镜）与 TEM 类似，但配备了额外的扫描线圈、探测器和必要的电路。在 STEM 中，电子束聚焦到一个小点（典型的光斑尺寸范围为 0.05-0.2 纳米），然后在网格照明器中 扫描整个样本，其中平行于光轴的光束照亮样本的每个点。