走査型電子顕微鏡と透過型電子顕微鏡: 違いと比較

光学顕微鏡にはいくつかの欠点があり、それが電子顕微鏡の発明につながりました。 光子回折は光学顕微鏡の基礎でした。

電子顕微鏡の概念は、電子でも回折が可能であることが発見されたときに生まれました。

電子は陽子よりもはるかに高い質量を持っているため、電子の波長は光子の波長よりも大幅に短くなっています。

その結果、電子は光子よりも回折が少なくなります。電子顕微鏡はこの原理を利用して、光学顕微鏡よりもはるかに拡大できる鮮明な画像を生成します。

最も一般的に使用される電子顕微鏡には、走査型電子顕微鏡 (SEM) と透過型電子顕微鏡 (TEM) の 2 種類があります。

主要な取り組み

1. 走査型電子顕微鏡は、試料の表面に集束電子ビームを走査して画像を作成し、詳細な表面トポグラフィーを提供します。
2. 電子顕微鏡は、薄いサンプルを通して電子を透過させ、内部構造の高解像度画像を生成します。
3. 走査型電子顕微鏡は、透過型電子顕微鏡よりも被写界深度が深く、立体的なイメージングが可能です。

走査型電子顕微鏡 vs 透過型電子顕微鏡

走査型電子顕微鏡と透過型電子顕微鏡の違いは、走査型電子顕微鏡は試料の表面から電子を反射することによって表面画像を生成することです。 対照的に、透過型電子顕微鏡は、モデルを通過する電子を放出することによってモデルの内部写真を生成します。

SEM は、サンプルに向けて、精緻かつ集束された電子ビームを放出します。これらの電子は、サンプルの表面で反射した後に捕捉されます。

電子が試料の表面と相互作用すると、拡大された画像が作成されます。 標本の表面の拡大バージョンは、最大 2,000,000 倍まで作成できます。

TEM は、幅広い電子ビームを放射する電子顕微鏡です。 電子はこのビームを通過した後に捕獲され、試料全体を貫通します。

このようにして、試料の詳細な内部構造を示す画像が取得されます。 この画像は最大 50,000,000 倍まで拡大できます。

比較表

比較のパラメータ	走査型電子顕微鏡	透過型電子顕微鏡
定義	TEM から放出された電子は試料全体を通過します。 つまり、侵入します。	精製され集束された電子ビームが SEM から放出されます。
画像制作	SEM は、標本の地形または表面の画像を生成します。	TEM は、標本の詳細な内部画像を提供します。
TEM は 3D 画像を生成できます。	SEM は、試料のトポグラフィーまたは表面の写真を生成します。	電子は、広いビームで TEM から放出されます。
解像度	生成された画像は低解像度です。	生成される画像は高解像度です。
画像寸法	SEM で作成できるのは 2D 画像のみです。	3D 画像は TEM で作成できます。
速度	SEM は画像処理が高速です。	TEM は、より遅い速度で画像を処理します。
倍率	SEM の倍率は最大 2,000,000 倍です。	TEM の倍率は 50,000,000 倍に達することがあります。
試料調製	倍率については、SEM は多くのサンプル準備を必要としません。	TEM で拡大するためのサンプルを準備する必要があります。
費用	SEM の運用コストは低いです。	TEM は運用コストが高い。
必要なスキル	SEM は使いやすく、実行するのに特別なスキルは必要ありません。	TEM は複雑なデバイスであり、操作するにはある程度のトレーニングが必要です。

走査型電子顕微鏡とは

走査型電子顕微鏡 (SEM) は、電子を使用して試料を照射し、拡大画像を生成します。 電子銃を使用してモデルから電子を放出します。

銃からは電子ビームが発射されます。 SEM は、洗練され集束されたビームとして電子を放出します。

同様に大幅に拡大できる光学顕微鏡と比較して、SEM はより高解像度の画像を作成できます。

SEM から放出された電子は表面で反射されるため、試料には浸透しません。 SEM を使用すると、サンプルをトポグラフィーまたは表面的に画像化できます。

SEM は、精製され集束された電子ビームを放出します。 彼らが生成する画像は低解像度です。

SEM は XNUMX 次元画像しか生成できません。 これらのデバイスは、画像をより迅速に処理します。

SEM の倍率は最大 2,000,000 倍に達します。SEM では、拡大前にサンプルを準備する必要はほとんどありません。

比較的安価に運用できます。 検索エンジン マーケティングは使いやすく、作業に専門的なスキルは必要ありません。

透過型電子顕微鏡とは

別のタイプの電子顕微鏡は、透過型電子顕微鏡です。

その解像度は、光子ではなく電子を投射することによって画像を作成するため、光子プロジェクターよりもはるかに優れています。

TEM は、幅広い電子ビームの形で電子ビームを放出します。 TEM から放出された電子は、試料全体を通過するため、試料を貫通します。

これらの画像は、標本の内部構造の詳細なビューを提供します。 

生成される画像には高い解像度があります。 TEMを使用して3D画像を作成することが可能です。

TEM の倍率は 50,000,000 万倍に達します。 TEM は画像をよりゆっくりと処理します。

TEM では、サンプルを拡大用に準備する必要があります。 TEM の運用コストは高い。

TEM は複雑なデバイスであるため、TEM を操作するにはある程度のトレーニングが必要です。

走査型電子顕微鏡と透過型電子顕微鏡の主な違い 

1. SEM は、試料の表面から反射される、精製され集束された電子ビームを放射します。 対照的に、TEM は試料全体を通過する広いビームで電子を放出し、試料を貫通します。
2. SEM は標本の低解像度の地形または表面画像を生成しますが、TEM は標本の内部の高解像度の詳細な画像を生成します。
3. SEM は画像をより高速に処理し、最大 2,000,000 倍の倍率を備えていますが、TEM は画像をより低速で処理し、最大 50,000,000 倍の倍率を備えています。 
4. SEM の運用コストは低く、TEM の運用コストは高くなります。
5. SEM は使いやすく、実行するのに特別なスキルは必要ありませんが、TEM は操作するためにある程度のトレーニングが必要な複雑なデバイスです。

参考情報

1. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0508-3443/6/11/304/meta
2. https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-1-4757-2519-3_1