Kính hiển vi điện tử quét và truyền qua: Sự khác biệt và so sánh

Kính hiển vi ánh sáng có một số nhược điểm, dẫn đến phát minh ra kính hiển vi điện tử. Sự nhiễu xạ photon là cơ sở của kính hiển vi ánh sáng.

Khái niệm về kính hiển vi điện tử ra đời khi người ta phát hiện ra rằng cũng có thể đạt được sự nhiễu xạ bằng cách sử dụng các điện tử.

Bước sóng của electron nhỏ hơn đáng kể so với bước sóng của photon vì electron có khối lượng lớn hơn đáng kể so với proton.

Kết quả là các electron nhiễu xạ ít hơn photon. MỘT kính hiển vi điện tử sử dụng nguyên tắc này để tạo ra hình ảnh sắc nét hơn có thể được phóng đại hơn nhiều so với kính hiển vi ánh sáng.

Hai loại kính hiển vi điện tử được sử dụng phổ biến nhất là kính hiển vi điện tử quét (SEM) và kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM).

Chìa khóa chính

1. Kính hiển vi điện tử quét tạo ra hình ảnh bằng cách quét một chùm điện tử hội tụ trên bề mặt mẫu vật, cung cấp địa hình bề mặt chi tiết.
2. Kính hiển vi điện tử truyền các điện tử qua một mẫu mỏng, tạo ra hình ảnh có độ phân giải cao về cấu trúc bên trong.
3. Kính hiển vi điện tử quét cung cấp độ sâu trường ảnh lớn hơn kính hiển vi điện tử truyền qua, cho phép chụp ảnh ba chiều.

Kính hiển vi điện tử quét vs Kính hiển vi điện tử truyền qua

Sự khác biệt giữa Kính hiển vi điện tử quét và Kính hiển vi điện tử truyền qua là kính hiển vi điện tử quét tạo ra hình ảnh bề mặt bằng cách phản xạ các electron từ bề mặt mẫu vật. Ngược lại, kính hiển vi điện tử truyền qua tạo ra một bức ảnh bên trong của mô hình bằng cách phát ra các điện tử xuyên qua nó.

Một SEM đưa ra một kết quả tinh tế và tập trung chùm tia của các electron đối với một mẫu. Các electron này bị bắt sau khi phản xạ từ bề mặt của mẫu vật.

Một hình ảnh phóng đại được tạo ra khi các electron tương tác với bề mặt mẫu vật. Một phiên bản phóng đại của bề mặt mẫu vật có thể được tạo ra tới 2,000,000 lần.

TEM là một kính hiển vi điện tử phát ra một chùm điện tử rộng. Các electron bị bắt giữ sau khi đi qua chùm tia này, xuyên qua toàn bộ mẫu vật.

Do đó, hình ảnh của mẫu vật thu được, cho thấy cấu trúc bên trong chi tiết của nó. Hình ảnh này có thể được phóng đại lên đến 50,000,000 lần.

Bảng so sánh

Các thông số so sánh	Kính hiển vi điện tử quét	Kính hiển vi điện tử truyền qua
Định nghĩa	Các electron do TEM đẩy ra đi qua toàn bộ mẫu vật; nghĩa là, họ thâm nhập vào nó.	Các chùm điện tử tinh chỉnh và tập trung được phát ra bởi SEM.
Hình ảnh được sản xuất	SEM tạo ra hình ảnh địa hình hoặc bề mặt của mẫu vật.	TEM cung cấp hình ảnh bên trong chi tiết của mẫu vật.
TEM có thể tạo ra hình ảnh 3D.	SEM tạo ra hình ảnh địa hình hoặc bề mặt của mẫu vật.	Các electron được phát ra từ TEM trong một chùm tia rộng.
Độ phân giải	Hình ảnh được tạo ra có độ phân giải thấp.	Hình ảnh được tạo ra có độ phân giải cao.
Kích thước hình ảnh	Chỉ có hình ảnh 2D có thể được tạo ra bởi SEM.	Hình ảnh 3D có thể được tạo ra bởi TEM.
Tốc độ	SEM xử lý hình ảnh nhanh hơn.	TEM xử lý hình ảnh với tốc độ chậm hơn.
Độ phóng đại	SEM có khả năng phóng đại lên tới 2,000,000.	Khả năng phóng đại của TEM có thể đạt tới 50,000,000 lần.
Chuẩn bị mẫu	Để phóng đại, SEM không cần chuẩn bị nhiều mẫu.	Cần chuẩn bị mẫu để phóng đại trong TEM.
Phí Tổn	Chi phí vận hành SEM thấp.	TEMs có chi phí vận hành cao.
Kỹ năng cần thiết	SEM rất dễ sử dụng và không yêu cầu kỹ năng chuyên môn để chạy.	TEM là những thiết bị phức tạp đòi hỏi một số mức độ đào tạo để vận hành.

Kính hiển vi điện tử quét là gì?

Kính hiển vi điện tử quét (SEM) sử dụng các electron để chiếu sáng mẫu vật và tạo ra hình ảnh phóng to. Nó sử dụng súng điện tử để đẩy các điện tử ra khỏi mô hình.

Một chùm tia điện tử được phát ra từ súng. SEM phát ra các electron trong một chùm tia tập trung và tinh chỉnh.

So với kính hiển vi quang học cũng có thể phóng đại đáng kể, SEM có thể tạo ra hình ảnh có độ phân giải cao hơn.

Các electron do SEM đẩy ra bị phản xạ khỏi bề mặt, vì vậy chúng không xuyên qua mẫu vật. Sử dụng SEM, các mẫu có thể được tạo ảnh theo địa hình hoặc bề mặt.

SEM phát ra các chùm điện tử tập trung và tinh chỉnh. Hình ảnh họ tạo ra có độ phân giải thấp.

SEM chỉ có thể tạo ra hình ảnh hai chiều. Các thiết bị này xử lý hình ảnh nhanh hơn.

Sản phẩm phóng đại sức mạnh của SEM có thể đạt tới 2,000,000. SEM không yêu cầu chuẩn bị nhiều mẫu trước khi phóng đại.

Chúng tương đối rẻ để vận hành. Tiếp thị qua công cụ tìm kiếm rất dễ sử dụng và không yêu cầu các kỹ năng chuyên môn để hoạt động.

Kính hiển vi điện tử truyền qua là gì?

Một loại kính hiển vi điện tử khác là kính hiển vi điện tử truyền qua.

Khả năng phân giải của nó lớn hơn nhiều so với máy chiếu photon vì nó tạo ra hình ảnh bằng cách chiếu các electron chứ không phải photon.

TEM phát ra chùm điện tử dưới dạng chùm điện tử rộng. Các electron do TEM đẩy ra đi xuyên qua toàn bộ mẫu vật, vì vậy chúng xuyên qua nó.

Những hình ảnh này cung cấp một cái nhìn chi tiết về cấu trúc bên trong của mẫu vật. 

Có độ phân giải cao trong các hình ảnh được tạo ra. Có thể tạo hình ảnh 3D bằng TEM.

Khả năng phóng đại của TEM đạt tới 50,000,000 lần. TEM xử lý hình ảnh chậm hơn.

Trong TEM, mẫu phải được chuẩn bị để phóng đại. Chi phí vận hành của TEM cao.

Có một số đào tạo cần thiết để vận hành TEM vì chúng là những thiết bị phức tạp.

Sự khác biệt chính giữa Kính hiển vi điện tử quét và Kính hiển vi điện tử truyền qua 

1. SEM phát ra các chùm điện tử tinh chỉnh và tập trung phản xạ từ bề mặt của mẫu vật. Ngược lại, TEM phát ra các electron trong một chùm tia rộng xuyên qua toàn bộ mẫu vật, do đó xuyên qua nó.
2. SEM tạo ra hình ảnh địa hình hoặc bề mặt có độ phân giải thấp của mẫu vật, trong khi TEM tạo ra hình ảnh chi tiết, độ phân giải cao về bên trong mẫu vật.
3. SEM xử lý hình ảnh nhanh hơn và có độ phóng đại lên tới 2,000,000, trong khi TEM xử lý hình ảnh với tốc độ chậm hơn và có độ phóng đại lên tới 50,000,000. 
4. SEM có chi phí vận hành thấp, trong khi TEM có chi phí vận hành cao.
5. SEM dễ sử dụng và không yêu cầu các kỹ năng cụ thể để chạy, trong khi TEM là một thiết bị phức tạp cần được đào tạo để vận hành.

dự án

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

Cập nhật lần cuối: ngày 04 tháng 2023 năm XNUMX