STEM 扫描透射电镜有哪些特点?

扫描透射电镜(STEM)有哪些特点?扫描透射电镜(STEM)的特点:
(1)STEM技术要求较高,要非常高的真空度,并且电子学系统比TEM和SEM都要复杂 。
(2)加速电压低,可显著减少电子束对样品的损伤,而且可大大提高图像的衬度,特别适合于有机高分子、生物等软材料样品的透射分析 。
(3)可以观察较厚的试样和低衬度的试样 。
(4)扫描透射模式时物镜的强激励,可以实现微区衍射 。
(5)应用扫描电镜的STEM模式观察生物样品时,样品无需染色直接观察即可获得较 高衬度的图像 。
扫描透射像的形成原理:
在扫描电镜中,电子束与薄样品相互作用时,会有一部分电子透过样品,这一部分透射电子也可用来成像,其形成的像就是扫描透射像(STEM像) 。如下图所示,扫描电镜的STEM图像跟透射电镜类似,也分为明场像(bright field,BF)和暗场像(dark field,DF),明场像的探测器安装在扫描电镜样品的正下方,当入射电子束穿过样品后,散射角度较小的电子经过光阑孔选择后进入明场探测器形成透射明场像,散射角比较大的电子经DF-STEM电极板反射,由二次电子探头接受形成暗场像 。
TEM和SEM的工作原理差别?扫描电子显微镜 SEM(scanning electron microscope) 工作原理:
1965年发明的较现代的细胞生物学研究工具,主要是利用二次电子信号成像来观察样品的表面形态,即用极狭窄的电子束去扫描样品,通过电子束与样品的相互作用产生各种效应,其中主要是样品的二次电子发射 。二次电子能够产生样品表面放大的形貌像,这个像是在样品被扫描时按时序建立起来的,即使用逐点成像的方法获得放大像 。
透射电镜TEM (transmission electron microscope)工作原理:
是以电子束透过样品经过聚焦与放大后所产生的物像,投射到荧光屏上或照相底片上进行观察 。
一、扫描电子显微镜 SEM(scanning electron microscope)的制造依据
扫描电子显微镜的制造是依据电子与物质的相互作用 。当一束高能的人射电子轰击物质表面时,被激发的区域将产生二次电子、俄歇电子、特征x射线和连续谱X射线、背散射电子、透射电子,以及在可见、紫外、红外光区域产生的电磁辐射 。
同时,也可产生电子-空穴对、晶格振动 (声子)、电子振荡 (等离子体) 。原则上讲,利用电子和物质的相互作用,可以获取被测样品本身的各种物理、化学性质的信息,如形貌、组成、晶体结构、电子结构和内部电场或磁场等等 。
扫描电子显微镜正是根据上述不同信息产生的机理,采用不同的信息检测器,使选择检测得以实现 。如对二次电子、背散射电子的采集,可得到有关物质微观形貌的信息;对x射线的采集,可得到物质化学成分的信息 。正因如此,根据不同需求,可制造出功能配置不同的扫描电子显微镜 。
二、透射电镜TEM (transmission electron microscope)的制造依据
透射电镜的分辨率为0.1~0.2nm,放大倍数为几万~几十万倍 。由于电子易散射或被物体吸收,故穿透力低,必须制备更薄的超薄切片(通常为50~100nm) 。
其制备过程与石蜡切片相似,但要求极严格 。要在机体死亡后的数分钟钓取材,组织块要小(1立方毫米以内),常用戊二醛和饿酸进行双重固定树脂包埋,用特制的超薄切片机(ultramicrotome)切成超薄切片,再经醋酸铀和柠檬酸铅等进行电子染色 。
电子束投射到样品时,可随组织构成成分的密度不同而发生相应的电子发射,如电子束投射到质量大的结构时,电子被散射的多,因此投射到荧光屏上的电子少而呈暗像,电子照片上则呈黑色 。称电子密度高(electron dense) 。反之,则称为电子密度低(electron lucent) 。
扫描电镜与透射电镜的区别?1、结构差异:
主要体现在样品在电子束光路中的位置不同 。透射电镜的样品在电子束中间,电子源在样品上方发射电子,经过聚光镜,然后穿透样品后,有后续的电磁透镜继续放大电子光束,最后投影在荧光屏幕上;扫描电镜的样品在电子束末端,电子源在样品上方发射的电子束,经过几级电磁透镜缩小,到达样品 。当然后续的信号探侧处理系统的结构也会不同,但从基本物理原理上讲没什么实质性差别 。
2、基本工作原理:

透射电镜:电子束在穿过样品时,会和样品中的原子发生散射,样品上某一点同时穿过的电子方向是不同,这样品上的这一点在物镜1-2倍焦距之间,这些电子通过过物镜放大后重新汇聚,形成该点一个放大的实像,这个和凸透镜成像原理相同 。这里边有个反差形成机制理论比较深就不讲,但可以这么想象,如果样品内部是绝对均匀的物质,没有晶界,没有原子晶格结构,那么放大的图像也不会有任何反差,事实上这种物质不存在,所以才会有这种仪器存在的理由 。