電子顯微鏡的種類介紹

電鏡按結構和用途可分為透射式電鏡、掃描式電鏡、反射式電鏡和發射式電鏡等。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微物質結構。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合構成電子微探針，用于物質成分分析。發射式電鏡用于自發射電子表面的研究。

透射電子顯微鏡（TransmissionElectronMicroscopyTEM，臺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。它的光路與光學顯微鏡相仿。在這種電鏡中，圖像細節的對比度是由樣品中的原子對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比度就會惡化，甚至會因吸收電子束的能量而被損傷或破壞。

透射式電鏡的鏡筒結構：頂部是電子槍，電子由鎢絲熱陰極發射出、通過第一，第二兩個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放大，成像于熒光屏或照相干版上。中間鏡有兩個功能：①通過勵磁電流的調節，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實驗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）中人們測量電子通過樣本時的速度改變。由此可以推測出樣本的化學組成，比如化學元素在樣本內的分布。

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出次級電子。放在樣品旁的閃爍晶體接收這些次級電子，通過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。顯像管的偏轉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，這與工業電視機的工作原理相類似。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，可從幾十倍連續地變化到幾十萬倍。掃描式電鏡的主要特點是：①不需要很薄的樣品；②圖像有很強的立體感；③能利用電子束與物質相互作用而產生的次級電子，吸收電子和X射線等信息分析物質成分。
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，在聚光鏡下又增加了物鏡和消像散器；在物鏡內部還裝有兩組互相垂直的掃描線圈。物鏡下面的樣品室內裝有可以移動、轉動和傾斜的樣品臺。圖4為掃描式電鏡鏡筒的結構。