電子顯微鏡的種類介紹

電鏡按結(jié)構(gòu)和用途可分為透射式電鏡、掃描式電鏡、反射式電鏡和發(fā)射式電鏡等。透射式電鏡常用于觀察那些用普通顯微鏡所不能分辨的細(xì)微物質(zhì)結(jié)構(gòu)。掃描式電鏡主要用于觀察固體表面的形貌，也能與X射線衍射儀或電子能譜儀相結(jié)合構(gòu)成電子微探針，用于物質(zhì)成分分析。發(fā)射式電鏡用于自發(fā)射電子表面的研究。

透射電子顯微鏡（TransmissionElectronMicroscopyTEM，臺(tái)譯穿透式電子顯微鏡），因電子束穿透樣品后再用電子透鏡成像放大而得名。它的光路與光學(xué)顯微鏡相仿。在這種電鏡中，圖像細(xì)節(jié)的對(duì)比度是由樣品中的原子對(duì)電子束的散射形成的。樣品較薄或密度較低的部分電子束散射較少，這樣就有較多的電子通過物鏡光欄參與成像，在圖像中顯得較亮。反之，樣品中較厚或較密的部分在圖像中則顯得較暗。如果樣品太厚或過密則像的對(duì)比度就會(huì)惡化，甚至?xí)蛭针娮邮哪芰慷粨p傷或破壞。

透射式電鏡的鏡筒結(jié)構(gòu)：頂部是電子槍，電子由鎢絲熱陰極發(fā)射出、通過第一，第二兩個(gè)聚光鏡使電子束聚焦。電子束通過樣品后由物鏡成像于中間鏡上，再通過中間鏡和投影鏡逐級(jí)放大，成像于熒光屏或照相干版上。中間鏡有兩個(gè)功能：①通過勵(lì)磁電流的調(diào)節(jié)，放大倍數(shù)可從幾十倍連續(xù)地變化到幾十萬倍；②改變中間鏡的焦距，即可在同一樣品的微小部位上得到電子顯微像和電子衍射圖像。為了能研究較厚的金屬切片樣品，法國杜洛斯電子光學(xué)實(shí)驗(yàn)室研制出加速電壓為3500千伏的超高壓電鏡。

在能量過濾透過式電子顯微鏡（Energy Filtered Transmission Electron Microscopy，EFTEM）中人們測(cè)量電子通過樣本時(shí)的速度改變。由此可以推測(cè)出樣本的化學(xué)組成，比如化學(xué)元素在樣本內(nèi)的分布。

掃描式電鏡（Scanningelectronmicroscope，SEM），電子束不穿過樣品，僅在樣品表面掃描激發(fā)出次級(jí)電子。放在樣品旁的閃爍晶體接收這些次級(jí)電子，通過放大后調(diào)制顯像管的電子束強(qiáng)度，從而改變顯像管熒光屏上的亮度。顯像管的偏轉(zhuǎn)線圈與樣品表面上的電子束保持同步掃描，這樣顯像管的熒光屏就顯示出樣品表面的形貌圖像，這與工業(yè)電視機(jī)的工作原理相類似。掃描式電鏡的分辨率主要決定于樣品表面上電子束的直徑。放大倍數(shù)是顯像管上的掃描幅度與樣品上掃描幅度之比，可從幾十倍連續(xù)地變化到幾十萬倍。掃描式電鏡的主要特點(diǎn)是：①不需要很薄的樣品；②圖像有很強(qiáng)的立體感；③能利用電子束與物質(zhì)相互作用而產(chǎn)生的次級(jí)電子，吸收電子和X射線等信息分析物質(zhì)成分。
掃描式電鏡的電子槍和聚光鏡與透射式電鏡的大致相同，但是為了使電子束更細(xì)，在聚光鏡下又增加了物鏡和消像散器；在物鏡內(nèi)部還裝有兩組互相垂直的掃描線圈。物鏡下面的樣品室內(nèi)裝有可以移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)和傾斜的樣品臺(tái)。圖4為掃描式電鏡鏡筒的結(jié)構(gòu)。