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種類(lèi)

電子顯微鏡按結構和用途可分為透射式電子顯微鏡、掃描式電子顯微鏡、反射式電子顯微鏡和發(fā)射式電子顯微鏡等。

透射電子顯微鏡常用于觀(guān)察那些用普通顯微鏡所不能分辨的細微物質(zhì)結構；掃描電子顯微鏡主要用于觀(guān)察固體表面的形貌，也能與X射線(xiàn)衍射儀或電子能譜儀相結合，構成電子微探針，用于物質(zhì)成分分析；發(fā)射式電子顯微鏡用于自發(fā)射電子表面的研究。

透射電子顯微鏡

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，可以直接獲得一個(gè)樣本的投影。通過(guò)改變物鏡的透鏡系統人們可以直接放大物鏡的焦點(diǎn)的像。由此人們可以獲得電子衍射像。使用這個(gè)像可以分析樣本的晶體結構。在這種電子顯微鏡中，圖像細節的對比度是由樣品的原子對電子束的散射形成的。由于電子需要穿過(guò)樣本，因此樣本必須非常薄。組成樣本的原子的原子量、加速電子的電壓和所希望獲得的分辨率決定樣本的厚度。樣本的厚度可以從數納米到數微米不等。原子量越高、電壓越低，樣本就必須越薄。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(guò)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(guò)密，則像的對比度就會(huì )惡化，甚至會(huì )因吸收電子束的能量而被損傷或破壞。

透射電鏡的分辨率為0.1～0.2nm，放大倍數為幾萬(wàn)～幾十萬(wàn)倍。由于電子易散射或被物體吸收，故穿透力低，必須制備更薄的超薄切片（通常為50～100nm）。

透射式電子顯微鏡鏡筒的頂部是電子槍?zhuān)娮佑涉u絲熱陰極發(fā)射出、通過(guò)第一，第二兩個(gè)聚光鏡使電子束聚焦。電子束通過(guò)樣品后由物鏡成像于中間鏡上，再通過(guò)中間鏡和投影鏡逐級放大，成像于熒光屏或照相干版上。中間鏡主要通過(guò)對勵磁電流的調節，放大倍數可從幾十倍連續地變化到幾十萬(wàn)倍；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。

掃描電子顯微鏡

掃描電子顯微鏡的電子束不穿過(guò)樣品，僅以電子束盡量聚焦在樣本的一小塊地方，然后一行一行地掃描樣本。入射的電子導致樣本表面被激發(fā)出次級電子。顯微鏡觀(guān)察的是這些每個(gè)點(diǎn)散射出來(lái)的電子，放在樣品旁的閃爍晶體接收這些次級電子，通過(guò)放大后調制顯像管的電子束強度，從而改變顯像管熒光屏上的亮度。圖像為立體形象，反映了標本的表面結構。顯像管的偏轉線(xiàn)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)電視機的工作原理相類(lèi)似。由于這樣的顯微鏡中電子不必透射樣本，因此其電子加速的電壓不必非常高。

掃描式電子顯微鏡的分辨率主要決定于樣品表面上電子束的直徑。放大倍數是顯像管上掃描幅度與樣品上掃描幅度之比，可從幾十倍連續地變化到幾十萬(wàn)倍。掃描式電子顯微鏡不需要很薄的樣品；圖像有很強的立體感；能利用電子束與物質(zhì)相互作用而產(chǎn)生的次級電子、吸收電子和X射線(xiàn)等信息分析物質(zhì)成分。

掃描電子顯微鏡的制造是依據電子與物質(zhì)的相互作用。當一束高能的入射電子轟擊物質(zhì)表面時(shí)，被激發(fā)的區域將產(chǎn)生二次電子、俄歇電子、特征x射線(xiàn)和連續譜X射線(xiàn)、背散射電子、透射電子，以及在可見(jiàn)、紫外、紅外光區域產(chǎn)生的電磁輻射。同時(shí)，也可產(chǎn)生電子-空穴對、晶格振動(dòng)（聲子）、電子振蕩（等離子體）。