電子顯微鏡的類型

1. 透射電子 顯微鏡 （ Transmission Electron Microscope, TEM ） 

透射電鏡是應用最廣泛的一種電子 顯微鏡 , 佔使用電鏡的 80% ，其分辨率 , 放大倍率及各項性能比其它類型電鏡高 , 透射電鏡是用電子束照射標本 , 用電磁透鏡收集穿透標本的電子 , 並放大成像 , 用以顯示物體內部超微結構的裝置 . 透射電鏡所產生的圖像是平面的 . 它的分辨率可達 0.2 nm. 放大倍數可達 40 —100 萬倍 . 它要求樣品極薄，因此樣品必須製備成 50 —— 70nm 的超薄切片。

2. 掃描電子 顯微鏡 （ Scanning Electron Microscope, SEM ）

掃描電子 顯微鏡 是利用細電子束在樣品上逐點逐行進行掃描 , 收集樣品產生的某種信號 , 對樣品表面的形態進行觀察的裝置 . 由光鏡或 TEM 所產生的圖像是平面的 , 而掃描電鏡能觀察樣品表面凸凹不平的結構 , 得到立體的 . 富有真實感的圖像 . 如 : 細胞表面的微絨毛 . 纖毛 . 偽足等 . 還可以觀察冷凍斷裂的組織內部結構 . 掃描電子 顯微鏡 的分辨率可達 0.3 nm, 放大倍數可達 20 萬倍 . 掃描電鏡的特點和應用如下它主要是利用二次電子成像。

掃描電鏡之所以能夠在許多領域內得到廣泛的應用，主要是掃描電鏡有許多突出的優點：

（ 1 ）掃描電鏡能直接觀察較大體積樣品表面的三維立體結構，具有明顯的真實感，這彌補了透射電鏡的不足，因為透射電鏡分辨率雖高，但樣品必須是薄切片，因而只能觀察物體的二維平面結構。 正因為如此，所以掃描電鏡在工業上應用非常廣泛。

（ 2 ）放大範圍很寬，可以從 10 倍到 20 即使在高倍觀察時，也能獲得足夠清晰的圖像。萬倍之間連續變化。

（ 3 因此，樣品處理比透射電鏡要簡單得多。）樣品製備非常方便，如果是金屬導電樣品，直接就可以觀察，如是非導電材料，只要鍍上一層導電金屬碳膜，就可以觀察。

（ 4 因此，觀察和照相都很方便。）當透射電鏡的放大倍數增加時，透鏡的焦深和景深隨之減少，而掃描電鏡在放大倍數變化時焦距不變，景深也基本不變。

（ 5 ）便於對樣品進行綜合分析，如果同 EDX 、 Anger 電子譜及電子衍射等儀器結合，即構成分析電鏡，可在觀察形態結構的同時進行化學元素的成份分析。

（ 6 ）由於掃描電鏡的圖像不是透鏡形成的幾何光學圖像，而是按照信號順序依次記錄的，因此，不僅可以避免透鏡成像的缺陷，而且有利於圖像分析與處理，把圖像信號記錄在磁帶或磁盤上，便於以後需要時再現或用計算機進行圖像處理，進一步提高圖像質量。

3. 高分辨率的掃描透射電鏡（ STEM ）

高分辨率的掃描透射電鏡是 20 世紀 70 年代初期由美國芝加哥大學首先研製出來的一種新型電鏡。

其工作原理居於掃描電鏡和透射電鏡之間，既有掃描電鏡和透射電鏡的優點，又彌補了它們各自的缺陷，目前廣泛使用的 STEM 主要分兩類。

（ 1 ）超高真空的場發射式電鏡 利用場發射電子槍可以獲得很高的亮度，可獲得的分辨率為 0.2 —0.3nm, 但這種場發射電子槍必須處於超高真空，真空度達 已接近透射電鏡的分辨率。13.33 × 10-9 pa（ 10-10mmHg 但造價也極高。以上），燈絲是單晶鎢針尖，這是一種最具發展前途的電鏡。

（ 2 ）附加在透射電鏡或掃描電鏡上的 STEM

這種 STEM 為附件型，一般附加在 SEM 或 TEM 如是透射電鏡附件型 上，其分辨率較低。, 分辨率可達1 — 1.5nm, 如是掃描電鏡附件型分辨率一般只有 4--6nm. 這種附件型 STEM 主要用於 X 射線能譜、波譜分析或電子損失譜分析，用以觀察元素的分佈圖。

4. 高壓電子 顯微鏡

高壓電子 顯微鏡 通常是指加速電壓為 200kv 以上的透射電子 顯微鏡首先是由法國建成的，。 。1MV 高壓電鏡的優點很多，其一，因為應用了超高壓，所以可以獲得高能電子束。高壓電鏡的基本原理與常規投射電鏡相似，但體積卻要大的多，一般相當於兩三層樓房那樣高，結構也很複雜。。100kv 電鏡中的樣品厚度一般不超過 100 nm ，而 1000kv 高壓電鏡中的樣品厚度可接近 10um.. 其三，高壓電鏡的樣品室一般為環境樣品室，因而有可能觀察活體生物樣品，這對生物醫學研究有著廣闊的前景 其二，因為高壓電鏡的景深很長，所以用高壓電鏡觀察時，厚樣品中不同平面的細節均可清楚地成像在同一平面上，有利於立體像的拍攝，便於獲得更豐富的三維結構信息。因此，對樣品製備非常有利，特別是觀察難以製成超薄切片的金屬樣品極為方便。但高壓電鏡價格很高，維護困難，一般只在國家級的研究中心應用。目前已取得了一些成果，如培養細胞、血細胞方面的研究。。

5. 低壓電子 顯微鏡

因而人們提出了使樣品輻射損傷降低而反差增強的低壓電鏡。高壓電鏡的電子束具有很強的穿透力，因而能使樣品減少輻射損傷並能提高分辨率，但高壓電鏡使樣品的反差明顯減弱，這對生物樣品大為不利。3kv 時獲 得 1nm 透射型低壓電鏡目前很少應用，主要是在 的分辨率。SEM 上配置低壓裝置，稱高分辨率低壓掃描電鏡。

6. 環境掃描電子 顯微鏡

因而，限制了電鏡在生物醫學中的應用。這種研究方法觀察到的生物樣品結構是死的、非實時的。在環境掃描電鏡出現以前，電鏡研究用的生物樣品均要經過脫水、樹脂包埋等處理，以使電鏡光源——電子束在高真空中穿透樣品而成像。1995 年國外推出了樣品室壓力在 666.67 —— 1333.33Pa(5 — 10mmHg) 常壓下的環境掃描電鏡，可在幾乎接近常壓下觀察生物樣品，可以觀察活體生物成長發育時的超微結構變化。

7. 新型的電子 顯微鏡

掃描隧道 顯微鏡 、原子力 顯微鏡 ，這兩種 顯微鏡 是開展納米科學研究的新型的納米級 顯微鏡 。