扫描电镜与透射电镜（扫描电镜与透射电镜的区别）

扫描电子显微镜和透射电子显微镜都是检验手腕看物体形态的材料。不同的是，扫描电镜采集的是二次电子即电子束反射的信息，透射电镜采集的是电子束透射的信息。

透射电子显微镜的分辨率大于扫描电子显微镜的分辨率。同时，透射电镜还可以检测出材料的相结构已经是晶态(多晶、单晶)，而扫描电镜则不能。

1.结构差异:

重要的是样品在电子束路径中的位置不同。透射电镜样品在电子束中间，电子源在样品上方发射电子，经过聚光镜，然后穿透样品，后续的电磁透镜不断放大电子束，最终投射到荧光屏上；SEM的样品在电子束的末端，样品上方的电子源发出的电子束被几个电磁透镜缩小到达样品。当然，后续的信号检测和处理系统的结构会有所不同，但从根本的物理原理上并没有本质的区别。

2.基本工作原理:

透射电子显微镜:当电子束穿过样品时，会与样品中的原子发生散射。电子同时通过样品上某一点的方向不同，使得样品上的这个点在物镜焦距的1-2倍之间。这些电子被物镜放大后再次会聚，形成该点的放大实像，类似于凸透镜成像的原理。这里有一个对比度形成机制，如果理论比力深我就不说了，但是可以想象，如果样品内部是一个绝对均匀的材料，没有晶界和原子晶格结构，那么放大的图像就不会有对比度。其实这种物质是不存在的，所以这种仪器的存在是有原因的。

扫描电子显微镜:当电子束到达样品时，激发样品中的二次电子。二次电子被探测器吸收，显示器上的一个像素通过信号处理和调制发光。由于电子束光斑的直径为纳米，显示器的像素大于100微米，因此100微米以上的像素发出的光代表样品上电子束激发的区域发出的光。实现样品上该物点的放大。如果电子束在样品的某个区域进行光栅扫描，显示器的像素亮度通过几何排列进行相应调制，就实现了这个样品区域的放大成像。

3.索取样品

(1)扫描电子显微镜

SEM制样对样品的厚度没有特殊要求，通过切割、研磨、抛光或劈开可以显露出具体的轮廓，从而转化为可以考察的概观。这样的一般情况如果直接检查，只能看到一般的加工损伤。一般来说，优先腐败应使用不同的化学溶液，能力的对比将有利于检查。外部衰变会使样品失去原始结构的真实情况，同时对于样品中厚度极小的薄层，部门的人为干扰会导致较大的误差。

(2)透射电镜

因为通过TEM获得的显微图像的质量强烈依赖于样品的厚度，所以样品的观察部分应该非常薄。比如存储器件的TEM样品只能有10 ~ 10~100nm的厚度，给TEM样品制备带来了很大的困难。新手在制样过程中，手工或机器打磨产品的比率不高，一旦过度打磨，样品就会报废。TEM样品制备的另一个问题是观测点的定位。一般样品制备只能获得10mm的薄观察尺度，在需要精确定位和分析时往往落在观察尺度之外。目前，毕丽幻想的解决方案是通过聚焦离子束刻蚀(FIB)来完成加工。

扫描电子显微镜(SEM)用非常细的电子束扫描样品轮廓。产生的二次电子被一个特殊的探测器收集，形成电信号，传送到显像管并显示在屏幕上。

可以拍摄(细胞、组织)一般情况的三维图像。扫描电镜样品用戊二醛和盐酸固定，在临界点脱水干燥，然后在样品剖面上喷涂金薄膜，增加二波电子数。扫描电子显微镜(SEM)可以检查大组织的一般结构。由于其景深较长，约1mm的凹凸不平表面也能清晰成像，因此样张图像立体感十足。透射电镜由两个部门组成:主要部门是照明系统、成像系统和检验摄像室；协助部门做好真空系统和电气系统。

扫描电镜的电子束不穿过样品，只扫描样品轮廓激发二次电子。所获得的图像是立体图像，反映了样本的一般结构。所以扫描电镜标本不需要做成薄片。

透射电镜的电子束通过样品后，由物镜成像在中间镜上，再由中间镜和投影镜逐级放大，成像在荧光屏或照相底片上，以分辨精细的物质结构；因此，我们既可以看到全貌，也可以看到内部材料。标本必须制成超薄切片(50 ~ 100纳米)。

简而言之，扫描电镜检查的是样品的一般形态，透射电镜检查的是样品的结构形态。一般来说，它们的结构是一样的，但是法语原理不一样。一般来说，透射电镜的放大倍数更大，对真空的要求也更高。

反向散射电子。背散射电是指一部分入射电子被固体样品中的原子核反弹回来。包括弹性背散射电子和非弹性背散射电子。背散射电子的出现尺度很深。由于背散射电子的产额随着原子序数的增加而增加，应用背散射电子作为成像信号不仅可以分析形貌特征，还可以显示原子序数的对比度，定性分析成分。

次级电子。二次电子是指被入射电子轰击的核外电子。二次电子来自轮廓为50-500的区域，能量为0-50 eV。它对样品的一般情况非常敏感，能有效地显示样品的微观形态。

接收电子。入射电子进入样品后，经过多次非弹性散射(假设样品有足够的厚度，没有透射电子发生)，失去能量，最终被样品接收。如果在样品和地之间连接一个灵敏度和锐度都很高的安培计，就可以测出样品对地的信号。如果接收的电子信号被用作调制图像的信号，则其对比度与二次电子图像和反向散射电子图像的对比度互补。

传输的电子。如果样品的厚度小于入射电子的有效穿透深度，则相当数量的入射电子可以穿过薄样品而成为透射电子。在样品下方探测到的透射电子信号中，既有与入射电子能量相同的弹性散射电子，也有能量损失不同的非弹性散射电子。其中，一些能量损失为E的非弹性散射电子与分析区域的成分有关，因此可以用特征能量损失电子配合电子能量分析仪来分析微区的成分。

典型的x光。特征X射线是原子内部电子被激发后，在能级跃迁过程中直接释放的一种具有特征能量和波长的电磁辐射。如果X射线检测器检测到样品微区中存在某个特征波长，则可以确定微区中的相应元素。

奥格电子公司。如果原子内部电子能级跃迁过程中释放的能量E不是以X射线的形式释放，而是原子核外的另一个电子用这个能量打出去，离开原子，成为二次电子，称为俄歇电子。俄歇电子是从几个原始层发射的，样品轮廓非常有限，这说明俄歇电子信号可以用来分析表层的化学成分。背散射电子、二次电子和透射电子主要用于扫描电子显微镜和透射电子显微镜。特征X射线可用于能谱仪、电子探针等。俄歇电子可以用于俄歇电子能谱仪，接收电子也可以用于扫描电子显微镜，形成接收电子的图像。

1.结构差异:

重要的是样品在电子束路径中的位置不同。透射电镜样品在电子束中间，电子源在样品上方发射电子，经过聚光镜，然后穿透样品，后续的电磁透镜不断放大电子束，最终投射到荧光屏上；SEM的样品在电子束的末端，样品上方的电子源发出的电子束被几个电磁透镜缩小到达样品。当然，后续的信号检测和处理系统的结构会有所不同，但从根本的物理原理上并没有本质的区别。

2.基本工作原理:

透射电子显微镜:当电子束穿过样品时，会与样品中的原子发生散射。电子同时通过样品上某一点的方向不同，使得样品上的这个点在物镜焦距的1-2倍之间。这些电子被物镜放大后再次会聚，形成该点的放大实像，类似于凸透镜成像的原理。这里有一个对比度形成机制，如果理论比力深我就不说了，但是可以想象，如果样品内部是一个绝对均匀的材料，没有晶界和原子晶格结构，那么放大的图像就不会有对比度。其实这种物质是不存在的，所以这种仪器的存在是有原因的。

扫描电子显微镜:当电子束到达样品时，激发样品中的二次电子。二次电子被探测器吸收，显示器上的一个像素通过信号处理和调制发光。由于电子束光斑的直径为纳米，显示器的像素大于100微米，因此100微米以上的像素发出的光代表样品上电子束激发的区域发出的光。实现样品上该物点的放大。如果电子束在样品的某个区域进行光栅扫描，显示器的像素亮度通过几何排列进行相应调制，就实现了这个样品区域的放大成像。

3.索取样品

(1)扫描电子显微镜

SEM制样对样品的厚度没有特殊要求，通过切割、研磨、抛光或劈开可以显露出具体的轮廓，从而转化为可以考察的概观。这样的一般情况如果直接检查，只能看到一般的加工损伤。一般来说，优先腐败应使用不同的化学溶液，能力的对比将有利于检查。外部衰变会使样品失去原始结构的真实情况，同时对于样品中厚度极小的薄层，部门的人为干扰会导致较大的误差。

(2)透射电镜

因为通过TEM获得的显微图像的质量强烈依赖于样品的厚度，所以样品的观察部分应该非常薄。比如存储器件的TEM样品只能有10 ~ 10~100nm的厚度，给TEM样品制备带来了很大的困难。新手在制样过程中，手工或机器打磨产品的比率不高，一旦过度打磨，样品就会报废。TEM样品制备的另一个问题是观测点的定位。一般样品制备只能获得10mm的薄观察尺度，在需要精确定位和分析时往往落在观察尺度之外。目前，毕丽幻想的解决方案是通过聚焦离子束刻蚀(FIB)来完成加工。

资料:透射电镜的成像原理可分为三种情况:

(1)接收图像:当电子撞击高质量、高密度的样品时，重要的相形成是散射。样品质量和厚度大的地方电子散射角大，通过的电子少，所以图像亮度暗。早期的透射电子显微镜都是基于这个原理。

(2)衍射像:电子束经样品衍射后，样品发散位置衍射波的振幅色散对应样品中各晶体部门的发散衍射能力。当晶体缺陷出现时，缺陷部的衍射可以偏离完整区域，从而使得衍射波的振幅分散不均匀，反映了晶体缺陷的分散。

(3)相位图像:当样品薄到100？下面，电子可以穿过样品，波的振幅变化可以忽略，成像来自于相变。

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