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

電子顯微鏡是科研實(shí)驗(yàn)室的重要實(shí)驗(yàn)設(shè)備，那么電子顯微鏡有哪些種類呢？
其實(shí)，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(yáng)極加速電子束，當(dāng)電子束穿過標(biāo)本時(shí)，它會(huì)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(jī)在計(jì)算機(jī)屏幕上實(shí)時(shí)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(jìn)，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(shí)會(huì)產(chǎn)生能量損失。該能量會(huì)被轉(zhuǎn)換成熱、光、二次電子等能量同時(shí)反向散射電子。此時(shí)通過軟件系統(tǒng)進(jìn)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(huì)比透射電子顯微鏡的分辨率稍差。但它的優(yōu)勢(shì)在于可以利用表面處理，創(chuàng)建大樣本的圖像，尺寸可達(dá)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(dá)樣品的真實(shí)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�含在氣體中的樣品進(jìn)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(cè)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(shí)驗(yàn)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(cè)試和故障分析，檢查高溫下的超導(dǎo)體、合金強(qiáng)度和納米管，最終影響電子產(chǎn)品對(duì)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。