La diferencia entre microscopía electrónica de barrido y microscopía electrónica de transmisión

La diferencia entre la microscopía electrónica de barrido y la microscopía electrónica de transmisión radica en la estructura, el principio de funcionamiento básico y los requisitos de la muestra.

1. Diferencias estructurales

Reflejadas principalmente en las diferentes posiciones de las muestras en el camino del haz de electrones. La muestra de un microscopio electrónico de transmisión se encuentra en el centro del haz de electrones. La fuente de electrones emite electrones por encima de la muestra. Después de pasar a través del condensador y penetrar en la muestra, una lente electromagnética posterior continúa amplificando el haz de electrones y finalmente se proyecta. una pantalla fluorescente.

La muestra del microscopio electrónico de barrido se encuentra al final del haz de electrones. El haz de electrones emitido por la fuente de electrones sobre la muestra se reduce en varios niveles de lentes electromagnéticas antes de llegar a la muestra. Por supuesto, la estructura del sistema de procesamiento y detección de señales posterior será diferente, pero no existe una diferencia sustancial en términos de principios físicos básicos.

2. Principio de funcionamiento básico

(1) Microscopio electrónico de transmisión: cuando el haz de electrones pasa a través de la muestra, se dispersará con los átomos de la muestra y llegará a un cierto punto. la muestra pasará a través de ella al mismo tiempo. La dirección de los electrones es diferente. Este punto de la muestra está entre 1 y 2 veces la distancia focal de la lente del objetivo. Estos electrones son magnificados por la lente del objetivo y luego vuelven a aparecer. convergió para formar una imagen real ampliada del punto. Esto es lo mismo que el principio de imagen de una lente convexa.

Aquí hay un mecanismo de formación de contraste. La teoría es demasiado profunda y no entraré en ella, pero puedes imaginarlo si el interior de la muestra es un material absolutamente uniforme sin límites de grano y. Sin estructura de red atómica, entonces la imagen ampliada será No habrá contraste. De hecho, esta sustancia no existe, por lo que hay una razón para la existencia de este instrumento.

(2) Microscopio electrónico de barrido: el haz de electrones llega a la muestra y excita los electrones secundarios de la muestra. Los electrones secundarios son recibidos por el detector, procesan la señal y modulan la emisión de un píxel en el. pantalla Debido al diámetro del punto del haz de electrones, está en el nivel nanométrico y los píxeles de la pantalla están por encima de 100 micrones. La luz emitida por los píxeles por encima de 100 micrones representa la luz emitida por el área de la muestra que se encuentra. excitado por el haz de electrones.

Lograr amplificar este punto objeto en la muestra. Si el haz de electrones se escanea en forma de trama en un área determinada de la muestra y el brillo de los píxeles de la pantalla se modula en una disposición geométrica uno a uno, se pueden lograr imágenes ampliadas del área de la muestra.

3. Requisitos de la muestra

(1) Microscopio electrónico de barrido

La preparación de la muestra SEM no tiene requisitos especiales para el grosor de la muestra. rectificado, pulido o métodos como la escisión convierten perfiles específicos en superficies que se pueden observar. Si dicha superficie se observa directamente, sólo se verán daños en el procesamiento de la superficie. Generalmente, se deben usar diferentes soluciones químicas para el grabado preferencial para producir un contraste que sea beneficioso para la observación.

Sin embargo, la corrosión hará que la muestra pierda parte de la verdadera estructura de la estructura original, y al mismo tiempo introducirá algunas interferencias artificiales, lo que provocará errores aún mayores para capas delgadas con espesores extremadamente pequeños en la muestra.

(2) Microscopio electrónico de transmisión

Dado que la calidad de la imagen microscópica obtenida por TEM depende en gran medida del grosor de la muestra, la parte de observación de la muestra debe ser muy delgada. como la muestra TEM de un dispositivo de memoria. Generalmente, solo puede tener un espesor de 10 a 100 nm, lo que plantea una gran dificultad para la preparación de la muestra TEM. Los principiantes que utilizan control manual o mecánico para moler durante el proceso de preparación de la muestra tendrán un rendimiento bajo. Una vez que se produzca una molienda excesiva, la muestra se desechará.

Otro problema en la preparación de muestras TEM es el posicionamiento del punto de observación. La preparación general de la muestra solo puede obtener un rango de observación delgado del orden de 10 mm. Cuando se requiere un posicionamiento y análisis precisos, el objetivo a menudo cae. el punto de observación fuera del rango.

Uso del microscopio electrónico de transmisión:

El microscopio electrónico de transmisión se utiliza ampliamente en ciencia de materiales y biología.

Dado que los objetos dispersan o absorben fácilmente los electrones, el poder de penetración es bajo. La densidad y el grosor de la muestra afectarán la calidad de la imagen final. Se deben preparar secciones ultrafinas más delgadas, generalmente de 50 a 100 nm. . Dado que la longitud de onda de los electrones de De Broglie es muy corta, la resolución de los microscopios electrónicos de transmisión es mucho mayor que la de los microscopios ópticos, que pueden alcanzar de 0,1 a 0,2 nm, y el aumento es de decenas de miles a millones de veces.

Por lo tanto, la microscopía electrónica de transmisión se puede utilizar para observar la estructura fina de una muestra, e incluso se puede utilizar para observar la estructura de tan solo una fila de átomos, que es decenas de miles de veces más pequeña que la Estructura más pequeña que se puede observar con un microscopio óptico.

TEM es un método analítico importante en muchos campos científicos relacionados con la física y la biología, como la investigación del cáncer, la virología, la ciencia de materiales, así como la nanotecnología, la investigación de semiconductores, etc.

Referencia del contenido anterior: Enciclopedia Baidu - Microscopio electrónico de barrido

Referencia del contenido anterior: Enciclopedia Baidu - Microscopio electrónico de transmisión