Электронный микроскоп (ЭМ), будучи мощным инструментом микроскопического наблюдения, уже занял важное место в научных исследованиях и инженерной практике. Среди них сканирующий электронный микроскоп (СЭМ) и трансмиссионный электронный микроскоп (ТЭМ) — два наиболее распространённых типа электронных микроскопов, отличающихся своими принципами работы, конструктивными особенностями и областями применения.

СЭМ известен своим высоким разрешением при изучении морфологии поверхности образца и его химического состава. Сканируя поверхность образца, СЭМ позволяет получать детальную информацию о микроструктуре, форме и химическом составе, что обеспечивает важные перспективы для исследований в таких областях, как материаловедение и биология. Основной принцип заключается в использовании взаимодействия падающих электронов с поверхностью образца, в результате чего возникают сигналы вторичных электронов, обратно рассеянных электронов и др.; анализ этих сигналов и их обработка позволяют осуществлять визуализацию и качественный анализ образца.

В отличие от этого, ТЭМ ориентирован на высокоразрешающее наблюдение внутренней структуры. Благодаря использованию трансмиссионных электронов ТЭМ позволяет преодолеть предел разрешения оптических микроскопов и осуществлять прямое наблюдение за кристаллической структурой образца, распределением компонентов, а также за деталями на атомном уровне. Это предоставляет глубокие аналитические инструменты для таких областей, как материаловедение, биология и нанотехнологии.

Так в чём же заключаются основные различия между сканирующим и просвечивающим электронными микроскопами? Далее редакция компании «ZEPTOOLS» представит их классификацию:

1. Принцип действия и получение сигнала

СЭМ: использует сигналы, возникающие при взаимодействии падающих электронов с поверхностью образца — вторичные электроны, обратнорассеянные электроны, рентгеновское излучение и др., — и применяется главным образом для исследования поверхностной морфологии образца и распределения его химического состава.

ТЭМ: использует волновые свойства электронов и сигналы, возникающие при взаимодействии трансмиссионных электронов с внутренней структурой образца — такие как электронная дифракция и трансмиссионные электроны; главным образом применяется для изучения внутренней структуры образцов, включая кристаллическую структуру, распределение компонентов и атомарные детали.

2. Структура

СЭМ: включает объектив, систему сбора и обработки электронных сигналов, систему отображения и записи электронных сигналов, вакуумную систему и систему питания.

ТЭМ: включает электронно‑оптический блок (систему освещения, образцовая камера, систему формирования изображения, систему наблюдения и записи изображений), вакуумную систему и систему управления питанием.

3. Функциональность

СЭМ: наблюдение морфологии с высоким разрешением, особенно подходит для анализа поверхностной морфологии и формы твёрдых веществ. Анализ пространственных изменений химического состава — путём регистрации различных сигналов осуществляется качественный и количественный анализ химического состава.

ТЭМ: позволяет в режиме in situ исследовать внутреннюю структуру образца, включая кристаллическую структуру и распределение компонентов. Обеспечивает высокоразрешающую фазовую контрастную микроскопию и обладает определённой проникающей способностью по отношению к аморфным образцам. За счёт дополнительных модулей возможно проведение энергодисперсионного анализа, спектроскопии потерь энергии электронов и других методов.

4. Принцип контрастности

Контраст по массе‑толщине в основном обусловлен различиями атомного номера и толщины аморфных образцов, что приводит к формированию контраста по массе‑толщине. Контраст по дифракции в основном возникает вследствие различий в степени удовлетворения условий брэгговского отражения на различных участках кристаллического образца, а также вследствие различий структурной амплитуды.

TEM: Контраст по массовой толщине обусловлен различиями в атомном номере или толщине, существующими между различными участками образца; его также называют контрастом по массовой толщине.

5. Требования к образцам

SEM: При подготовке образца к анализу не предъявляются особые требования к его толщине, однако требуется проведение поверхностной обработки, такой как резка, шлифование, полировка и т. п.

ТЭМ: образцы должны быть чрезвычайно тонкими, обычно в диапазоне толщины 10–100 нм; подготовка образцов достаточно сложна и требует высокоточной обработки, для которой часто применяют фокусированный ионный луч (FIB).

Как видно из вышесказанного, метод СЭМ подходит для наблюдения за поверхностной морфологией и распределением химического состава, тогда как метод ТЭМ более пригоден для высокоразрешённого исследования и анализа внутренней структуры; каждый из них играет свою роль в научных исследованиях и анализе материалов.

Столешный сканирующий электронный микроскоп ZEM20 компании ZEPTOOLS

Вот и всё. Цзэюй Технологии Разница между сканирующим и трансмиссионным электронными микроскопами в вашем приборе для измерения шагов. Подробнее Настольный сканирующий электронный микроскоп 、 Система in situ‑измерений TEM 、 Ступенчатый прибор 、 Нано‑пьезо‑столик За подробностями обращайтесь по телефону 15756003283 (номер в WeChat — тот же).