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用介紹

電子顯微鏡是科研實驗室的重要實驗設備，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至樣品以照亮樣品并產生樣品的放大圖像。由于透射電鏡具有原位觀察、高分辨顯像等功能，適宜觀察光學顯微鏡觀察不到的細微結構。比如：細胞、組織分析、晶體結構等。

透射電鏡顯微成像原理是：通過鎢絲電極的陰極發射電子束，再用陽極加速電子束，當電子束穿過標本時，它會發生散射，并提供標本微觀結構的圖像，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。可用于記錄圖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。也可以使用數碼相機在計算機屏幕上實時顯示圖像。球面像差傳統上限制了透射電子顯微鏡的分辨率。然而，近些年來的技術改進，可以通過球面像差的硬件校正來提高分辨率。因此，現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，大多數生物標本需要經過化學固定和脫水，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
掃描電鏡的應用較為普遍，掃描電子顯微鏡原理是：通過光柵掃描技術來產生標本的放大圖像。它引導聚焦的電子束穿過樣品的矩形區域，當電子束通過時會產生能量損失。該能量會被轉換成熱、光、二次電子等能量同時反向散射電子。此時通過軟件系統進行翻譯轉換后得到清晰的標本圖像信息。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。但它的優勢在于可以利用表面處理，創建大樣本的圖像，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，一種稱為環境掃描電子顯微鏡 (ESEM) 的特定類型的 SEM 能夠對潮濕或包含在氣體中的樣品進行成像。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，所以應用領域也不同。

比如：TEM透射電鏡廣泛應用于科研實驗室主要用于來研究細菌、組織切片和其他微生物。另外，SEM 還經常用于材料科學研究的測試和故障分析，檢查高溫下的超導體、合金強度和納米管，最終影響電子產品對航空航天業的影響。掃描電子顯微鏡還常用于法醫調查。比如：通過 SEM 所提供的放大倍數，來分析證據類型的來源，從而得出與法律目的相關的調查結論。 

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