扫描电镜的成像原理与透射电镜有何不同?

Question

如题所述

Answer 1

1. 成像原理差异：
扫描电镜（SEM）采用与电视扫描类似的成像方式，即通过扫描样品表面来获取图像。而透射电镜（TEM）则类似于光学显微镜或照相机，通过透射样品内部的电子来形成图像。
2. 应用和实现差异：
扫描电镜适合观察较厚的样品和低衬度的细节。透射电镜在扫描透射模式下，利用物镜产生的强电子束激励，能够实现微区域的衍射分析。
透射电子显微镜（TEM）工作原理是将加速和聚焦后的电子束投射到非常薄的样品上。电子与样品原子相互作用后改变方向，产生立体角散射。散射角度与样品密度和厚度相关，形成明暗不同的影像。这些影像在放大和聚焦后，通过成像器件（如荧光屏、胶片或感光耦合组件）显示出来。
由于电子的德布罗意波长非常短，TEM的分辨率远高于光学显微镜，可达0.1～0.2纳米，放大倍数从几万到数百万倍。因此，TEM能够观察到比光学显微镜小数万倍的细微结构，如单个原子列。TEM在物理学、生物学、材料科学、纳米技术、半导体研究等多个科学领域中扮演着重要角色。
在低倍数放大时，TEM成像的对比度主要由样品不同厚度和成分对电子的吸收差异造成。而在高倍数放大时，复杂的波动效应会导致成像亮度变化，需要专业知识进行分析。通过不同的TEM模式，可以利用物质的化学特性、晶体方向、电子结构、电子相位移等来成像样品。