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透射電鏡 、掃描電鏡、反射電鏡三種常見電子顯微鏡原理及應(yīng)用介紹

 更新時間:2022-10-13 點擊量:3505

電子顯微鏡是科研實驗室的重要實驗設(shè)備,那么電子顯微鏡有哪些種類呢?
其實,常見的類型主要有3種:透射電鏡 TEM、掃描電鏡SEM以及反射電鏡REM。

一、透射電子顯微鏡 TEM
透射電子顯微鏡是電子顯微鏡的原始類型,它的主要原理是將高壓電子束引導(dǎo)至樣品以照亮樣品并產(chǎn)生樣品的放大圖像。由于透射電鏡具有原位觀察、高分辨顯像等功能,適宜觀察光學(xué)顯微鏡觀察不到的細(xì)微結(jié)構(gòu)。比如:細(xì)胞、組織分析、晶體結(jié)構(gòu)等。

透射電鏡顯微成像原理是:通過鎢絲電極的陰極發(fā)射電子束,再用陽極加速電子束,當(dāng)電子束穿過標(biāo)本時,它會發(fā)生散射,并提供標(biāo)本微觀結(jié)構(gòu)的圖像,可以通過顯微鏡的物鏡觀察到。其中的靜電和電磁透鏡均有助于電子束的聚焦。

可以通過將圖像投影到熒光硫化鋅涂層屏幕上來檢查空間變化??捎糜谟涗泩D像的另一種方法是將照相膠片放入電子束中,電子束將記錄圖像。也可以使用數(shù)碼相機在計算機屏幕上實時顯示圖像。球面像差傳統(tǒng)上限制了透射電子顯微鏡的分辨率。然而,近些年來的技術(shù)改進,可以通過球面像差的硬件校正來提高分辨率。因此,現(xiàn)在可以生成分辨率低于 0.5  埃、放大倍率超過 5000 萬倍的圖像。

透射顯微鏡適宜的樣品厚度,通常小于 100 nm。因此,大多數(shù)生物標(biāo)本需要經(jīng)過化學(xué)固定和脫水,才能嵌入聚合物樹脂中,以方便 TEM的  觀察。



二、掃描電子顯微鏡 SEM
掃描電鏡的應(yīng)用較為普遍,掃描電子顯微鏡原理是:通過光柵掃描技術(shù)來產(chǎn)生標(biāo)本的放大圖像。它引導(dǎo)聚焦的電子束穿過樣品的矩形區(qū)域,當(dāng)電子束通過時會產(chǎn)生能量損失。該能量會被轉(zhuǎn)換成熱、光、二次電子等能量同時反向散射電子。此時通過軟件系統(tǒng)進行翻譯轉(zhuǎn)換后得到清晰的標(biāo)本圖像信息。從成像原理分析,掃描電子顯微鏡的分辨率會比透射電子顯微鏡的分辨率稍差。但它的優(yōu)勢在于可以利用表面處理,創(chuàng)建大樣本的圖像,尺寸可達幾厘米,并且具有較大的景深。因此,來自 SEM 的圖像可以較好地表達樣品的真實形狀。

此外,一種稱為環(huán)境掃描電子顯微鏡 (ESEM) 的特定類型的 SEM 能夠?qū)Τ睗窕虬跉怏w中的樣品進行成像。這增加了顯微鏡可以使用的可使用范圍。

三、反射電子顯微鏡 REM
反射電子顯微鏡涉及檢測從被檢查的樣品反射的彈性散射電子束。反射高能電子衍射 (RHEED) 和反射高能損失光譜 (RHELS) 技術(shù)通常用于此類顯微鏡。

由于電子顯微鏡的原理及用途也各不相同,所以應(yīng)用領(lǐng)域也不同。

比如:TEM透射電鏡廣泛應(yīng)用于科研實驗室主要用于來研究細(xì)菌、組織切片和其他微生物。另外,SEM 還經(jīng)常用于材料科學(xué)研究的測試和故障分析,檢查高溫下的超導(dǎo)體、合金強度和納米管,最終影響電子產(chǎn)品對航空航天業(yè)的影響。掃描電子顯微鏡還常用于法醫(yī)調(diào)查。比如:通過 SEM 所提供的放大倍數(shù),來分析證據(jù)類型的來源,從而得出與法律目的相關(guān)的調(diào)查結(jié)論。 

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