电子显微镜(Electron Microscope)是一种利用电子束替代可见光进行高分辨率成像的精密仪器,主要分为以下两大类:
1. 扫描电子显微镜(SEM, Scanning Electron Microscope)
原理:通过聚焦的电子束扫描样品表面,接收反射的电子信号(如二次电子、背散射电子)生成图像。
特点:
分辨率高(可达0.4纳米),但通常用于观察表面形貌。
景深大,成像立体感强。
适合观察大块样品(无需超薄切片)。
应用领域:
材料科学(金属、陶瓷、半导体表面分析)。
生物学(昆虫、植物表面结构)。
纳米技术(纳米颗粒、薄膜形貌)。
2. 透射电子显微镜(TEM, Transmission Electron Microscope)
原理:电子束穿透超薄样品(厚度<100纳米),通过透射电子和衍射信号成像。
特点:
分辨率更高(可达0.05纳米),可观察原子级结构。
需样品极薄(需复杂制样,如超薄切片或离子减薄)。
可分析晶体结构、化学成分(结合EDS或EELS附件)。
应用领域:
材料科学(晶体缺陷、原子排列)。
生物学(细胞超微结构、病毒颗粒)。
化学(纳米材料原子级表征)。
其他衍生类型
扫描透射电镜(STEM):结合SEM和TEM功能,适合原子级元素分析。
环境扫描电镜(ESEM):允许样品在低真空或湿润环境中观察(如生物活体)。
聚焦离子束电镜(FIB-SEM):结合离子束切割和SEM成像,用于三维重构或微加工。