TEM電子顯微鏡與SEM電子顯微鏡有何差異各有什麼特色和功能
回復(fù):
TEM: 是用入射電子對(duì)被觀察物的繞射來瞭解其結(jié)構(gòu),包括晶格形狀與晶格大小,甚至晶格缺陷與原子的堆疊狀態(tài)都可以解讀出來.
SEM: 是用入射電子對(duì)被觀察物的反射來瞭解其表面,可以做高倍率的模擬放大,像是光學(xué)顯微鏡的放大版.
SEM 原理:
首先將欲觀察的物品經(jīng)過乾燥,并鍍上導(dǎo)電性原子(通常是金),使之能吸引電子束。電子束會(huì)與標(biāo)本的電子云交互作用,釋出低能量電子。這些低能量電子隨即受帶電的二次電子偵測(cè)器所吸引,而進(jìn)入偵測(cè)器中;這樣的過程每秒數(shù)以百萬次計(jì),每一次的記錄即對(duì)應(yīng)到該物品表面上的一個(gè)畫素。串級(jí)倍增器會(huì)將電子放大,電腦則將之判讀為電流。另外,移動(dòng)透鏡下方的背向散射偵測(cè)器,可辨認(rèn)標(biāo)本的組成元素。當(dāng)電子束通過孔隙并穿透標(biāo)本時(shí),電子的路徑會(huì)因樣本自身原子核種類的不同而產(chǎn)生程度不等的偏折,其中一部份會(huì)撞及偵測(cè)器背面,產(chǎn)生可資識(shí)別的訊號(hào)。
影像的呈現(xiàn):
電腦將表面掃描所產(chǎn)生的各種訊號(hào),逐點(diǎn)轉(zhuǎn)換成陰極射線管中對(duì)應(yīng)的影像。標(biāo)本表面的高點(diǎn)在螢?zāi)簧铣尸F(xiàn)白色,低點(diǎn)則呈深色。如果表面上的點(diǎn)朝向偵測(cè)器傾斜,則看起來稍亮;如果傾斜方向?yàn)檫h(yuǎn)離偵測(cè)器,看起來較為灰暗。人腦會(huì)詮釋影像的明暗,就如同在陽光下詮釋光影一樣。
美國(guó)愛荷華州立大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)教授朱柏雷表示:「SEM的用途之廣,令人難以置信�!顾赋觯I(yè)工程師運(yùn)用SEM探索材料失效的原因,例如金屬是否會(huì)因疲勞、鏽蝕抗拉應(yīng)力而斷裂。噴射機(jī)引擎工程師用SEM分析濾油器中的殘留顆粒,據(jù)以找出耗損的引擎零件;醫(yī)療研究人員用SEM觀察細(xì)胞,辨認(rèn)骨骼退化的狀況或組織是否受到細(xì)菌的侵襲;而鑑識(shí)專家也能用SEM查明在不同地點(diǎn)發(fā)現(xiàn)的毛髮、衣物纖維或彈殼是否可能為同一來源。
具有這類功能的標(biāo)準(zhǔn)型掃描式電子顯微鏡,價(jià)格介于15~30萬美元之間;標(biāo)本必須經(jīng)過乾燥,并于表面鍍上一層導(dǎo)電性原子,使高能電子束在掃描標(biāo)本時(shí)不會(huì)使其帶負(fù)電荷。進(jìn)階型如低壓掃描式電子顯微鏡、環(huán)境式掃描式電子顯微鏡,可觀察未經(jīng)表面處理或潮濕的標(biāo)本,但整套配備總價(jià)約100萬美元。在這類產(chǎn)品中,像是美國(guó)俄勒岡州希爾斯波洛市的FEI公司所製造的"Quanta"系列掃描式電子顯微鏡,即允許操作人員將標(biāo)本弄濕、加熱或延展壓縮。
SEM不僅用途廣泛,連藝術(shù)家也利用它們描繪常見的以及不太尋常的對(duì)象,再把這些黑白的影像著色,增添魅力。除了傳統(tǒng)藝術(shù)家的照片與畫作之外,以皮膚細(xì)胞、霉菌或礦物的輪廓為主體的藝術(shù)作品,恐怕很快也要登上書本與博物館的殿堂了。(右圖為蜘蛛毛)
TEM 原理:
看裡面,不看表面穿透式電子顯微鏡(transmission electron microscope, TEM)并不是以電子打在物體的表面上來顯示其高低起伏的狀況,而是以電子射穿物體,顯示其內(nèi)部狀態(tài)。TEM可解析1 Å小的特徵,前提是標(biāo)本必須製成厚度不超過1000 Å的切片,因此TEM這種儀器無法呈現(xiàn)一隻蚊子的放大影像,但卻能使藏身于昆蟲細(xì)胞中的病毒原形畢露。