掃描電鏡與透射電鏡的區別：掃描電鏡（SEM）和透射電鏡（TEM）是兩種常用的電子顯微鏡，它們在觀察樣品的表面和內部結構方面各有特點。以下是對這兩種顯微鏡的詳細比較：
一、成像原理
1. 掃描電鏡（SEM）： SEM主要透過電子束與樣品表面交互作用產生的訊號來成像。當高能電子束轟擊樣品表面時，會產生二次電子、背散射電子、特征X射線等訊號。這些訊號被探測器收集並轉換成影像，從而展示樣品的表面形貌和成分。
2. 透射電鏡（TEM）： TEM利用電子束穿過樣品，透過樣品內部結構對電子束的繞射和散射來成像。電子束的波長比可見光短得多，因此TEM具有更高的分辨能力。TEM成像依賴於樣品內部的電子密度差異，能夠觀察到樣品的內部結構。
二、結構組成
1. 掃描電鏡（SEM）
鏡筒： 包括電子槍、聚光鏡、物鏡及掃描系統，用於產生並控制電子束在樣品表面的掃描。
電子訊號的收集與處理系統： 收集樣品表面激發的各種訊號，如二次電子、背散射電子等。
電子訊號的顯示與記錄系統： 將訊號轉換為影像，顯示在陰極射線管上，並可透過照相機記錄。
真空系統及電源系統： 確保鏡筒內達到高真空度，提供穩定的電源。
2. 透射電鏡（TEM）
電子光學部份： 包括電子槍、聚光鏡、樣品室、物鏡、中間鏡、投影鏡等，用於控制電子束的路徑和成像。
真空系統： 排除鏡筒內瓦斯，確保高真空度。
供電控制系統： 穩定提供加速電壓和透鏡磁電流，保證成像品質。
三、功能對比
1. 掃描電鏡（SEM）
形貌分析： 透過二次電子探測器獲取樣品表面的形貌影像。
化學成分分析： 利用X射線能譜儀或波譜分析樣品的化學成分。
晶體結構分析： 透過背散射電子繞射訊號分析樣品的晶體結構。
特殊套用： 在半導體器件研究中，SEM可用於積體電路的pn接面定位和損傷研究。
2. 透射電鏡（TEM）
形貌觀察： 觀察樣品內部的組織形貌。
晶體結構分析： 利用電子繞射對樣品晶體結構進行原位分析。
成分分析： 透過能譜儀（EDS）和特征能量損失譜（EELS）進行原位的成分分析。
動態觀察： 結合高溫台、低溫台和拉伸台，觀察樣品在不同狀態下的動態組織結構。
四、襯度原理
1.掃描電鏡（SEM）
質厚襯度： 由樣品不同微區的原子序數和厚度差異形成。
繞射襯度： 由晶體試樣各部份滿足布拉格反射條件不同和結構振幅的差異形成。
2. 透射電鏡（TEM）
品質厚度襯度： 由樣品不同微區間的原子序數或厚度差異形成。
五、樣品要求
1. 掃描電鏡（SEM）： 樣品厚度無嚴格要求，可透過切、磨、拋光等方法制備表面。
2. 透射電鏡（TEM）： 樣品需要非常薄，通常只有10～100nm厚，以確保電子束能穿過樣品。
透過以上比較，可以看出掃描電鏡和透射電鏡在成像原理、結構組成、功能、襯度原理和樣品要求等方面都有顯著區別。每種顯微鏡都有其獨特的套用領域和優勢，選擇合適的顯微鏡對於進行有效的材料分析至關重要。
