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选择扫描电镜还是透射电镜?

选择扫描电镜还是透射电镜?

型号:选择扫描电镜还是透射电镜?

更新时间: 2022-08-23 12:18:53

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白光透视眼镜

  电子显微镜因极高的空间分辨率被广泛应用于科研实验,是观察纳米级表面形貌的首选仪器。其中最常见的电子显微镜有透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)两种。在实际操作中,科研人员选择扫描电镜还是透射电镜,应从哪几个角度考虑自己的需求,并最终达到理想效果呢?

  这完全取决于需要的分析类型。凡是需要看物质表面形貌的,都可以用扫描电镜,不过最好的扫描电镜目前分辨率在0. 5~1nm左右。如果需要进一步观察表面形貌,需要使用扫描探针显微镜SPM(AFM,STM)。如果需要对物质内部晶体或者原子结构进行了解,需要使用TEM. 例如钢铁材料的晶格缺陷,细胞内部的组织变化。当然很多时候对于nm 材料的形搜索态也使用TEM观察。区别扫描电镜观察的是样品表面的形态,而透射电镜是观察样品结构形态的。一般情况下,透射电镜放大倍数更大,真空要求也更高。扫描电镜可以看比“大”的样品,最大可以达到直径200mm以上,高度80mm左右,而透射电镜的样品只能放在直径3mm左右的铜网上进行观察。

  a)使用扫描电镜SEM成像的二次电子图像,提供关于表面形态的信息,而b)透射电镜(TEM)图像显示关于样品内部的结构信息。

  扫描电镜SEM 制样对样品的厚度没有特殊要求,可以采用切、磨、抛光或解理等方法将特定剖面呈现出来,从而转化为可以观察的表面。这样的表面如果直接观察,看到的只有表面加工损伤,一般要利用不同的化学溶液进行择优腐蚀,才能产生有利于观察的衬度。不过腐蚀会使样品失去原结构的部分真实情况,同时引入部分人为的干扰,对样品中厚度极小的薄层来说,造成的误差更大。

  透射电镜由于TEM得到的显微图像的质量强烈依赖于样品的厚度,因此样品观测部位要非常的薄,例如存储器器件的TEM样品一般只能有10~100nm的厚度,这给TEM制样带来很大的难度。初学者在制样过程中用手工或者机械控制磨制的成品率不高,一旦过度削磨则使该样品报废。TEM制样的另一个问题是观测点的定位,一般的制样只能获得10mm量级的薄的观测范围,这在需要精确定位分析的时候,目标往往落在观测范围之外。目前比较理想的解决方法是通过聚焦离子束刻蚀(FIB)来进行精细加工。

  一般来说,透射电镜(TEM)的操作更为复杂。 透射电镜(TEM)的用户需要经过强化培训才能操作设备。 在每次使用之前需要执行特殊程序,包括几个步骤以确保电子束对中。

  通俗的说扫描电镜是相当与对物体的照相,得到的只是表面的立体三维的图象。而透射电竟就相当于普通显微镜只是用波长更短的电子束替代了会发生衍射的可见光从而实现了显微,是二维的图象,会看到表面的图象的同时也看到内层物质,就想我们拍的X光片似的,内脏骨骼什么的都重叠着显现出来。当然,主要决定因素是两个系统之间的巨大价格差异,以及易用性。 透射电镜(TEM)可以为用户提供更多的分辨能力和多功能性,但是它们比扫描电镜(SEM)更昂贵且体型较大,需要更多操作技巧和复杂的前期制样准备才能获得满意的结果。

  通过介绍,相信大家对于如何选择扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)有了初步的了解。苏州思普莱信息科技专注科学仪器应用,分享更多电子显微镜的科研资讯。返回搜狐,查看更多