入门必看丨聊一聊SEM和TEM
电子显微镜自1932年问世以来，到现在其放大倍数已达到100万倍以上。能直接分辨到0.1～0.2nm得单个原子，进行纳米级晶体结构及化学组成的分析。可以说电子显微镜是一种集多学科的现代科研成果为一体的大型科学分析仪器。人们借助它可以直接观察高聚物的微观形貌与结构，因此在高聚物的研究中起到不可忽视的作用，同时也直接推动着近十年来高聚物理论研究及应用技术的飞速发展。电子显微镜发展到现在已有不同类型的品种，如透射电子显微镜（TEM）、扫描透射电子显微镜（STEM）与扫描电子显微镜（SEM），以及20世纪80年代出现的扫描隧道电子显微镜（STM）及原子力电子显微镜（AFM），后者可以以更高的分辨能力来研究高聚物类绝缘体表面，其横向分辨力可达2nm，纵向分辨力达0.1nm，均超过了普通的扫描电子显微镜，这一先进分析测试技术，不仅为研究高聚物类物质，而且为生物医药、基因工程、材料科学、纳米技术、计算机芯片等高科技技术领域的微观结构分析测试提供了一极其重要而先进的测试仪器。
透射电子显微镜
原理： 透射电子显微镜成像原理与透射光学显微镜成像原理相似，只是它是以电子束来代替可见光源，以电磁透镜代替光学透镜。 在电子显微镜中，由电子枪发车的电子束也与光波一样具有波粒二重性，电子束波长受到加速电压的控制，加速电压越大，电子的运动速度就越快，电子束波长越短，成像的分辨率也越高。因此，用电子束经过电子透镜系统，在穿过薄试样后，电子与试样相互作用，将发生电子散射、电子衍射与干涉等。由于样品的均匀程度不一，在各点所产生的电子衍射、电子散射与干涉也不尽相同，通过磁透镜后，使电子束汇聚成像。 电磁透镜不同于光学透镜。沿一光轴呈旋转地对称电磁场，可以使从轴上一点出发地电子，重新汇聚在中心轴的另一点上。对于电子来说，电磁场显示出了透镜的作用，所以人们称它为电磁透镜，又叫磁透镜。简易地电镜只有两个磁透镜；复杂的高分辨率的电镜中有6个磁透镜；超高压电镜最多有7个磁透镜。 透射电子显微镜的基本组成是由电子投射系统、真空系统和供电系统组成，有些还带有辅助系统。而电子透镜系统则由三部分组成：照明系统，成像系统与观察和记录系统。照明系统由电子枪与聚光镜组成；成像系统包括试样室、物镜、中间镜和投影镜，有时还增加一个衍射透镜；观察和记录系统有荧光屏、光学观察放大镜与照相机等。
扫描电子显微镜
原理： 扫描电子显微镜的制造是依据电子与物质的相互作用，当一束高能的入射电子轰击物质表面时，被激发的区域将产生二次电子、俄歇电子、特征X射线和连续谱X射线、背散射电子、透射电子，以及在可见、紫外、红外光区域产生的电磁辐射。同时，也可产生电子空穴对，晶格振动（声子）、电子振荡（等离子体）。原则上讲，利用电子和物质的相互作用，可以获取被测样品本身的各种物理、化学性质的信息，如形貌、组成、晶体结构、电子结构和内部电场或磁场等。 实际成像过程是，电子枪发射能量高达30keV的电子束，经汇聚透镜与物镜缩小、聚焦，在试样表面形成一个具有一定能量、强度、斑点直径的电子束。在扫描线圈的磁场作用下，入射电子束在试样表面经按一定时间与空间顺式作光栅式逐点扫描，由于入射电子与试样表面之间相互作用，从试样中激发出二次电子。由于二次电子收集极的作用，可将向各方向发射的二次电子汇集起来，再经加速极加速射到闪烁体上转变成光信号，经过光导管到达光电倍增管，使光信号再转变为电信号。这一电信号经视频放大器放大，将其输出到显像管的栅级，调制显像管的亮度，因此在荧光屏上呈现出反应试样表面起伏程度的二次电子像。而投射电镜成像是利用磁透镜成像，并以此完成，与它的成像原理完全不同。 扫描电镜主要由电子光学系统、扫描系统、信号检测系统、显示系统与电源和真空系统组成。自胶黏剂测试中应用最多最广的为扫描电子显微镜。
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