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扫描电镜和透射电镜的区别
  电子显微镜早已变成定性分析各种各样原材料的强有力专用工具。它的生态性和非常高的空间分辨率使其变成很多运用中十分有使用价值的专用工具。在其中,二种关键的电子显微镜是散射电子显微镜(TEM)和扫描仪电子显微镜(SEM)。在这篇blog中,将简略叙述她们的类似点和不同之处。





  扫描电镜和透射电镜的原理

  从类似点逐渐,这二种机器设备都应用电子器件来获得样品的图象。她们的关键构成部分是同样的;

  ·电子器件源;

  ·磁感应和静电透镜操纵离子束的样子和运动轨迹;

  ·光阑。

  全部这种部件都存有于高真空泵中。

  如今转为这二种机器设备的差异。扫描电镜(SEM)应用一组特殊的电磁线圈以光栅尺款式扫描仪样品并搜集透射的电子器件(详尽掌握SEM中检验到的不一样种类的电子器件)。

  而透射电镜(TEM)是应用散射电子器件,搜集通过样品的电子器件。因而,透射电镜(TEM)出示了样品的内部构造,如分子结构,形状和地应力情况信息,而扫描电镜(SEM)则出示了样品表面以及构成的信息。

  并且,这二种机器设备zui显著的区别之一是他们能够做到的zui佳空间分辨率;扫描电镜(SEM)的屏幕分辨率被限定在〜0.5nm,而伴随着zui近在球差校准透射电镜(TEM)中的发展趋势,早已报导了其空间分辨率乃至低于50pm。

  哪一种电子显微镜技术性操作工开展剖析?

  这彻底在于操作工要想实行的剖析种类。比如,假如操作工想获得样品的表面信息,如表面粗糙度或空气污染物检验,则应挑选扫描电镜(SEM)。另一方面,假如操作工想要知道样品的分子结构是啥,或是想找寻很有可能存有的构造缺点或残渣,那麼应用透射电镜(TEM)是*的方式。

  扫描电镜(SEM)出示样品表面的3d图纸像,而透射电镜(TEM)图象是样品的3D投射,这在一些状况下使操作工对結果的表述更为艰难。

  因为散射电子器件的规定,透射电镜(TEM)的样品务必十分薄,一般小于150nm,而且在必须高像素显像的状况下,乃至必须小于30nm,而针对扫描电镜(SEM)显像,沒有那样的特殊规定。

  这表明了这二种机器设备中间的另一个关键区别:样品制取。扫描电镜(SEM)的样品非常少必须或不用开展样品制取,而且能够根据将他们安裝在样品杯上立即显像。

  比较之下,透射电镜(TEM)的样品制取是一个非常繁杂和繁杂的全过程,仅有通过培训和有工作经验的客户才可以取得成功进行。样品必须十分薄,尽量平整,而且制取技术性不解决样品造成一切伪像(比如沉积或非晶化)。现阶段早已开发设计了很多方式,包含电抛光,研磨抛光和聚焦点电子束离子注入。格珊和支撑架用以安裝透射电镜(TEM)样品。

  SEMvsTEM:实际操作上的差别

  这二种电子显微镜系统软件在实际操作方法上也各有不同。扫描电镜(SEM)一般应用15kV之上的加快工作电压,而透射电镜(TEM)能够将其设定在60-300kV的范畴内。

  与扫描电镜(SEM)对比,透射电镜(TEM)出示的变大倍率也非常高:透射电镜(TEM)能够将样品变大五千万倍之上,而针对扫描电镜(SEM)而言,限定在1-2百万倍中间。

  殊不知,扫描电镜(SEM)能够完成的zui大视场(FOV)远高于透射电镜(TEM),客户能够只对样品的一小部分开展显像。一样,扫描电镜(SEM)系统软件的景深效果也远超透射电镜(TEM)系统软件。

  图1:硅的电子显微镜图象。a)应用扫描电镜SEM显像的二次电子图象,出示有关表面形状的信息,而b)透射电镜(TEM)图象表明有关样品內部的构造信息。

  此外,在2个系统软件中建立图象的方法也是不一样的。在扫描电镜中,样品坐落于光电子器件系统软件的底端,透射电子器件(二次电子或二次)被电子探测器捕捉,随后应用光电倍增管将该数据信号转化成电子信号,该电子信号被变大并在显示屏上造成图象。

  在透射电镜(TEM)中,样品坐落于光电子器件系统软件的中间。出射电子器件越过它,并根据样品下边的镜片(正中间镜片和投射镜片),图象立即表明在显示屏上或根据正电荷藕合元器件(CCD)照相机表明在PC显示屏上。

  表I:扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)中间关键差别的小结

  一般来说,透射电镜(TEM)的实际操作更加繁杂。透射电镜(TEM)的客户必须历经加强学习培训才可以实际操作机器设备。在每一次应用以前必须实行独特程序流程,包含好多个流程以保证离子束对中。在表I中,您能够见到扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)中间关键差别的小结。

  融合SEM和TEM技术性

  也有一种电子显微镜技术性被谈及,它是透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)的融合,即扫描仪透射电镜(STEM)。现如今,大部分透射电镜(TEM)能够转换到“STEM方式”,客户只必须更改其指向程序流程。在扫描仪透射电镜(STEM)方式下,光线被聚焦点并扫描仪样品地区(如SEM),而图象由散射电子器件造成(如TEM)。

  在扫描仪透射电镜(STEM)方式下工作中时,客户能够运用这二种技术性的作用;她们能够在高辨别见到样品的内部构造(乃至高过透射电镜TEM屏幕分辨率),但还可以应用别的数据信号,如X射线和电子能量损害谱。这种数据信号可用以能量色散X射线光谱仪(EDX)和电子能量损害光谱仪(EELS)。

  自然,EDX能谱分析在扫描电镜(SEM)系统软件中也是普遍统计分析方法,并用以根据检验样品被电子器件碰撞时发送的X射线来鉴别样品的成份。

  电子能量损害光谱仪(EELS)只有在以扫描仪透射电镜(STEM)方式工作中的透射电镜(TEM)系统软件中完成,并可以反映原材料的分子和成分,电子器件特性及其部分薄厚精确测量。

  在SEM和TEM中间作出挑选

  从所提及的一切看来,显而易见沒有“更强”的技术性;这彻底在于必须的剖析种类。当客户要想从样品内部构造得到信息时,透射电镜(TEM)是zui佳的挑选,而当必须样品表面信息时,扫描电镜(SEM)是。自然,关键决策要素是2个系统软件中间的极大价钱差别,及其便捷性。透射电镜(TEM)能够为客户出示大量的辨别工作能力和生态性,可是他们比扫描电镜(SEM)更价格昂贵且身型很大,必须大量实际操作方法和繁杂的早期制样提前准备才可以得到令人满意的結果。


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