透射電鏡TEM和臺(tái)式掃描電鏡SEM的差異有哪些?近期有很多人問(wèn)透射電鏡TEM和臺(tái)式掃描電鏡SEM有哪些差異，澤攸科技小編從三個(gè)方面剖析透射電鏡TEM和臺(tái)式掃描電鏡SEM的差異，結(jié)構(gòu)差異，基本工作原理，樣品制備三個(gè)方面的差異。
 
1、結(jié)構(gòu)差異：
主要體現(xiàn)在樣品在電子束光路中的位置不同。透射電鏡TEM的樣品在電子束中間，電子源在樣品上方發(fā)射電子，經(jīng)過(guò)聚光鏡，然后穿透樣品后，有后續(xù)的電磁透鏡繼續(xù)放大電子光束，然后投影在熒光屏幕上；臺(tái)式掃描電鏡SEM的樣品在電子束末端，電子源在樣品上方發(fā)射的電子束，經(jīng)過(guò)幾級(jí)電磁透鏡縮小，到達(dá)樣品。當(dāng)然后續(xù)的信號(hào)探測(cè)處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也會(huì)不同，但從基本物理原理上講沒(méi)什么實(shí)質(zhì)性差別。
 
相同之處：都是電真空設(shè)備，使用絕大部分部件原理相同，例如電子槍?zhuān)磐哥R，各種控制原理，消象散，合軸等等。
 
2、基本工作原理：
 透射電鏡TEM：電子束在穿過(guò)樣品時(shí)，會(huì)和樣品中的原子發(fā)生散射，樣品上某一點(diǎn)同時(shí)穿過(guò)的電子方向是不同，這樣品上的這一點(diǎn)在物鏡1-2倍焦距之間，這些電子通過(guò)過(guò)物鏡放大后重新匯聚，形成該點(diǎn)一個(gè)放大的實(shí)像，這個(gè)和凸透鏡成像原理相同。這里邊有個(gè)反差形成機(jī)制理論比較深就不講，但可以這么想象，如果樣品內(nèi)部是均勻的物質(zhì)，沒(méi)有晶界，沒(méi)有原子晶格結(jié)構(gòu)，那么放大的圖像也不會(huì)有任何反差，事實(shí)上這種物質(zhì)不存在，所以才會(huì)有這種牛逼儀器存在的理由。經(jīng)過(guò)物鏡放大的像進(jìn)一步經(jīng)過(guò)幾級(jí)中間磁透鏡的放大（具體需要幾級(jí)基本上是由電子束亮度決定的,如果亮度無(wú)限大，由阿貝瑞利的光學(xué)儀器分辨率公式?jīng)Q定），然后投影在熒光屏上成像。由于透射電鏡物鏡焦距很短，也因此具有很小的像差系數(shù)，所以透射電鏡具有非常高的空間分辨率，0.1-0.2nm，但景深比較小，對(duì)樣品表面形貌不敏感，主要觀(guān)察樣品內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
 
臺(tái)式掃描電鏡SEM：電子束到達(dá)樣品，激發(fā)樣品中的二次電子，二次電子被探測(cè)器接收，通過(guò)信號(hào)處理并調(diào)制顯示器上一個(gè)像素發(fā)光，由于電子束斑直徑是納米級(jí)別，而顯示器的像素是100微米以上，這個(gè)100微米以上像素所發(fā)出的光，就代表樣品上被電子束激發(fā)的區(qū)域所發(fā)出的光。實(shí)現(xiàn)樣品上這個(gè)物點(diǎn)的放大。如果讓電子束在樣品的一定區(qū)域做光柵掃描，并且從幾何排列上一一對(duì)應(yīng)調(diào)制顯示器的像素的亮度，便實(shí)現(xiàn)這個(gè)樣品區(qū)域的放大成像。具體圖像反差形成機(jī)制不講。由于臺(tái)式掃描電鏡SEM所觀(guān)察的樣品表面很粗糙，一般要求較大工作距離，這就要求臺(tái)式掃描電鏡物鏡的焦距比較長(zhǎng)，相應(yīng)的相差系數(shù)較大，造成小束斑尺寸下的亮度限制，系統(tǒng)的空間分辨率一般比透射電鏡低得多1-3納米。但因?yàn)槲镧R焦距較長(zhǎng)，圖像景深比透射電鏡TEM高的多，主要用于樣品表面形貌的觀(guān)察，無(wú)法從表面揭示內(nèi)部結(jié)構(gòu)，除非破壞樣品，例如聚焦離子束電子束臺(tái)式掃描電鏡FIB-SEM,可以層層觀(guān)察內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
 
透射電鏡TEM和臺(tái)式掃描電鏡SEM二者成像原理上根本不同。透射電鏡TEM成像轟擊在熒光屏上的電子是那些穿過(guò)樣品的電子束中的電子，而臺(tái)式掃描電鏡SEM成像的二次電子信號(hào)脈沖只作為傳統(tǒng)CTR顯示器上調(diào)制CRT三極電子槍柵極的信號(hào)而已。透射電鏡我們可以說(shuō)是看到了電子光成像，而臺(tái)式掃描電鏡根本無(wú)法用電子光路成像來(lái)想象。
 
3、樣品制備：
TEM:電子的穿透能力很弱，透射電鏡TEM往往使用幾百千伏的高能量電子束，但依然需要把樣品磨制或者離子減薄或者超薄切片到微納米量級(jí)厚度，這是基本要求。透射制樣是學(xué)問(wèn)，制樣好壞很多情況要靠運(yùn)氣，北京大學(xué)物理學(xué)院電子顯微鏡實(shí)驗(yàn)室，制樣室都貼著制樣過(guò)程規(guī)范。
 
臺(tái)式掃描電鏡SEM: 幾乎不用制樣，直接觀(guān)察。大多數(shù)非導(dǎo)體需要制作導(dǎo)電膜，絕大多數(shù)幾分鐘的搞定， 含水的生物樣品需要固定脫水干燥，又要求不變形，比較麻煩，自然干燥還要曬幾天吧。
 
二者對(duì)樣品共同要求：固體，盡量干燥，盡量沒(méi)有油污染，外形尺寸符合樣品室大小要求。

ZEM臺(tái)式掃描電鏡

 
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