扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）的区别

电子显微镜已经成为表征各种材料的有力工具。 它的多功能性和极高的空间分辨率使其成为许多应用中非常有价值的工具。 其中，两种主要的电子显微镜是透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）。经常会有同学问：扫描电镜与透射电镜有什么区别？我的样品适合做哪一个呢？

SEM和TEM工作原理差异：

扫描电镜（SEM）使用一组特定的线圈以光栅样式扫描样品并收集散射的电子。而透射电镜（TEM）是使用透射电子，收集透过样品的电子。 因此，透射电镜（TEM）提供了样品的内部结构，如晶体结构，形态和应力状态信息，而扫描电镜（SEM）则提供了样品表面及其组成的信息。

而且，这两种设备Zui明显的差别之一是它们可以达到的zuijia空间分辨率; 扫描电镜（SEM）的分辨率被限制在〜0.5nm，而随着Zui近在球差校正透射电镜（TEM）中的发展，已经报道了其空间分辨率甚至小于50pm。所以，当你需要更高分辨率时，可以选择透射电镜（TEM）。

SEM和TEM样品制备差异：

TEM: 由于透射电子的要求，透射电镜（TEM）的样品必须非常薄，通常低于150nm，并且在需要高分辨率成像的情况下，甚至需要低于30nm。透射电镜（TEM）的样品制备是一个相当复杂和繁琐的过程。 样品需要非常薄，尽可能平坦，并且制备技术不应对样品产生任何伪像（例如沉淀或非晶化 ）。 目前已经开发了许多方法，包括电抛光，机械抛光和聚焦离子束刻蚀。 专用格栅和支架用于安装透射电镜（TEM）样品。

SEM:几乎不用制样，直接观察。大多数非导体需要制作导电膜，绝大多数几分钟的搞定，含水的生物样品需要固定脱水干燥。

二者对样品共同要求:固体，尽量干燥，尽量没有油污染，外形尺寸符合样品室大小要求。

SEM和TEM操作方式异同：

这两种电子显微镜系统在操作方式上也有所不同。 扫描电镜（SEM）通常使用15kV以上的加速电压，而透射电镜（TEM）可以将其设置在60-300kV的范围内。

与扫描电镜（SEM）相比，透射电镜（TEM）提供的放大倍数也相当高：透射电镜（TEM）可以将样品放大5000万倍以上，而对于扫描电镜（SEM）来说，限制在1-2百万倍之间。

然而，扫描电镜（SEM）可以实现的Zui大视场（FOV）远大于透射电镜（TEM），用户可以只对样品的一小部分进行成像。 同样，扫描电镜（SEM）系统的景深也远高于透射电镜（TEM）系统。

如下图所示：图a硅的电子显微镜图像，使用扫描电镜SEM成像的二次电子图像，提供关于表面形态的信息，而图b透射电镜（TEM）图像显示关于样品内部的结构信息。

另外，在两个系统中创建图像的方式也是不同的。在扫描电镜中，样品位于电子光学系统的底部，散射电子（背散射或二次）被电子探测器捕获，然后使用光电倍增管将该信号转换成电信号，该电信号被放大并在屏幕上产生图像。

在透射电镜（TEM）中，样品位于电子光学系统的中部。入射电子穿过它，并通过样品下方的透镜（中间透镜和投影透镜），图像直接显示在荧光屏上或通过电荷耦合器件（CCD）相机显示在PC屏幕上。