电子显微镜的种类有哪些?
电子显微镜按结构和用途可分为透射式电子显微镜、扫描式电子显微镜、场发射电子显微镜等。他们各自有不同的用途,透射式电子显微镜常用于观察那些用普通显微镜所不能分辨的细微物质结构;扫描式电子显微镜主要用于观察固体表面的形貌,也能与X射线衍射仪或电子能谱仪相结合,构成电子微探针,用于物质成分分析;发射式电子显微镜用于自发射电子表面的研究。
扫描式电子显微镜:扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)于20 世纪60 年代问世,目前分辨力可达6~10 nm。其工作原理是由电子枪发射的精细聚焦电子束经两级聚光镜、偏转线圈和物镜射到样品上,扫描样品表面并激发出次级电子,次级电子的产生量与电子束入射角有关,即与样品的表面结构有关。次级电子经探测体收集后,由闪烁器转换为光信号,再经光电倍增管和放大器转变为电信号来控制荧光屏上电子束的强度,显示出与电子束同步的扫描图像。图像为立体形象,反映了标本的表面结构。扫描电镜的标本在检验前,需进行固定、脱水处理,再喷涂上一层重金属微粒,重金属在电子束的轰击下发出次级电子信号。
透射电子显微镜,简称TEM,其主要是靠穿透样品的电子束进行成像放大的,样品内部的结构是通过空间密度不同反映出来的,密度大的地方阻挡和吸收的电子多,透过电子少;结构稀疏处密度小,透过电子多。这样在透射电子束的横截面上电子密度的疏与密的分布便对应了样品结构密度的密与疏的关系,也就是说,透过电子束的密度变化也包含了样品结构的信息,见图4-2(a)。 透射式电镜研制最早,使用最为广泛。具有以下几个特点:①成像分辨率最高,现在研制的TEM 已达到0.1nm;②对样品厚度有一定要求,通常在30~50nm左右。太厚则电子束不易穿透 ,无法满足观察和拍摄时对亮度的要求,且样品结构重叠过多,会影响影像清晰度;样品太薄则影响对电子束照射轰击的耐受性,造成热损伤和污染;③放大率的范围相对来说较窄,由于透射工作方式的特点,一般不能从高倍率连续变化到很低的倍率,通常在几百倍以下放大时必须更换透镜的工作方式(由仪器自动切换)。
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