透射电镜与扫描电镜原理的异同点

　　现如今，具有高分辨率的透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)在材料分析研究中的应用日趋广泛，已经成为现代实验室中一种不可或缺的研究晶体结构和化学成分的综合仪器。

透射电镜与扫描电镜原理

　　透射电镜原理：

　　电子枪经过加热或者在强电场作用下发射出电子束，经过聚光镜汇聚到待测样品的某一区域。透过样品的电子强度分布与样品的组织结构一一对应。荧光屏将电子强度分布转换为人肉眼可见的光强分布。

　　由于物体上不同部位的结构不同，它们散射电子的能力也各不相同，结果使透过样品的电子束发生疏密的差别，在散射电子能力强的地方，透过去的电子数目少，因而打在荧光屏上所发出的光就弱，显现为暗区;而散射电子能力弱的地方，透过的电子数目多，打在荧光屏上所发出的光就强，显现为亮区，这样，便在终像上造成了有亮有暗的区域，因而出现了反差，人眼就可以辨别。

　　扫描电镜原理：

　　扫描电镜从电子枪中发射出的电子束，受到阳极高压加速射向镜筒，经过聚光镜聚焦，在样品表面形成一个具有一定能量、强度、斑点直径的电子束。在扫描线圈的磁场作用下，入射电子束在样品表面上按照一定的空间和时间顺序做光栅式逐点扫描。

　　在样品表面激发出次级电子，次级电子由探测体收集，并在那里被闪烁器转变为光信号，再经光电倍增管和放大器转变为电信号来控制荧光屏上电子束的强度，显示出与电子束同步的扫描图像。试样表面信号强度与显像管荧光屏亮度一一对应。次级电子的多少与电子束入射角有关，也就是说与样品的表面结构有关。图像为立体形象，反映了标本的表面结构。为了使标本表面发射出次级电子，标本在固定、脱水后，要喷涂上一层重金属微粒，重金属在电子束的轰击下发出次级电子信号。

透射电镜与扫描电镜原理区别

　　1、利用的电子种类不同。任何一个物体都是由原子组成的，原子则是由原子核与轨道电子组成的。当电子束照射到样品上的时候，一部分电子能从原子与原子之间的空隙中穿透过去，其余的电子有一部分会与原子核或原子的轨道电子发生碰撞被散射开来;一部分电子从样品表面被反射出来;还有一些电子是被样品吸收以后，样品激化而又从样品本身反射出来等。透射电镜收集的是透过样品的电子，扫描电镜是把从样品表面反射出来的电子收集起来并使它们成像。

　　2、成像原理不同。扫描电镜的成像原理和透射电镜完全不同。扫描电镜不是通过电磁透镜放大成像的原理，扫描电镜的成像原理与电视或电传真照片的原理相似，由电子枪产生的电子束经过三个磁透镜的作用，形成一个很细的电子束，称为电子探针。电子探针经过透镜聚焦到样品表面上，按着顺序逐行逐行地通过样品，也就是对样品扫描，然后把从样品表面发射出来的各种电子(二次电子、反射电子等)用探测器收集起来，并转变为电流信号经放大后再送到显像管转变成图像。

　　3、观察得到的图像不同。扫描电镜主要用来直接观察样品表面的立体结构，图像富有立体感，但只能反映出样品的表面形貌，无法显示样品内部的详细结构。透射电镜可以观察样品内部结构，但是一般只能观察切成薄片后的二维图像，许多电子无法透过的较厚样品，只能用扫描电镜才能看到。

　　4、分辨率及其决定条件不同。扫描电镜分辨力可达10nm，分辨率主要决定于样品表面上电子束的直径。放大倍数是显像管上扫描幅度与样品上扫描幅度之比，可从几十倍连续地变化到几十万倍。透射电镜的分辨力很高，分辨率为0.1～0.2nm，放大倍数为几万～几十万倍。分辨率由电子束波长所决定，在透射电镜中，被观察粒子的大小一定要大于电子束的波长才能被分辨出来，否则，电子束就会发生绕射，无法看到粒子。

　　5、样品制备要求不同。扫描电镜所用样品的制备方法简便，电子束不穿过样品，所以不需经过超薄切片，经固定、干燥和喷金后即可。但是透射电镜由于电子束穿透样品的能力低，因此要球所观察的样品非常薄。透射电镜电子需要穿过样本，由于电子易散射或被物体吸收，故穿透力低，必须制备超薄样品切片。

　　6、扫描电镜的样品的辐射损伤及污染程度小，但透射电镜样品会较大程度被破坏。

　　7、扫描电镜与透射电镜都是通过电子束与样品作用，从而研究样品结构的，他们都包含电子枪、真空系统、电磁透镜等部件。电子的信号都可以采用闪烁计数器来进行检测。都是用荧光屏来将电子信号转换为肉眼可见的光信号。