简介

电子显微镜（EM）是一种利用电子束而不是光束成像的显微镜，能够提供远高于光学显微镜的分辨率。自其问世以来，EM 已成为生物学、材料科学和纳米技术等广泛领域的必不可少的分析工具。EM 主要根据电子束的类型、加速电压和与样品的相互作用方式进行分类。

按照电子束类型分类

扫描透射电子显微镜（STEM）

STEM 使用细而集中的电子束扫描样品。电子束与样品相互作用，产生透射电子，这些电子被收集并成像。STEM 具有高空间分辨率，可用于表征样品的原子结构和化学成分。

透射电子显微镜（TEM）

TEM 将电子束穿过样品，产生的透射电子被收集并成像。TEM 提供了三维信息，因为它允许观察样品内部的结构。TEM 可用于进行晶体学分析和化学元素分析。

扫描电子显微镜（SEM）

SEM 使用电子束扫描样品的表面。电子束与样品相互作用，产生二次电子、背散射电子和其他信号，这些信号被收集并成像。SEM 提供了样品表面的高分辨率图像，可用于表征形貌、成分和表面纹理。

按照加速电压分类

高压电子显微镜（HVEM）

HVEM 使用高加速电压（100 kV 以上），能够穿透较厚的样品。HVEM 主要用于材料科学，可用于表征内部缺陷、相边界和晶体结构。

中压电子显微镜（MVEM）

电子栅栏门有多种类型，每种类型都适合不同的应用场景。常见类型包括：

柔性电子标签是一种基于柔韧性基材的电子设备，集成了无线通信、传感器、信息存储等功能。与传统电子标签不同的是，柔性电子标签采用柔性基材（如聚酰亚胺、聚酯等）作为支撑，具有良好的可弯曲性和变形能力，使其能够适应各种复杂地形。

MVEM 使用中加速电压（20-100 kV），可在保持高分辨率的同时穿透较薄的样品。MVEM 在生物学和材料科学中很常见，因为它允许在低加速电压下表征生物组织和薄膜材料。

低压电子显微镜（LVEM）

LVEM 使用低加速电压（5-20 kV），可用于成像对电子束敏感的样品。LVEM 主要用于生物学，可用于表征细胞和组织的表面结构。

按照与样品的相互作用方式分类

透射电子显微镜（TEM）

TEM 利用透射电子成像样品，可提供样品内部结构的三维信息。TEM 是生物学和材料科学中广泛使用的技术。

反射电子显微镜（REM）

REM 利用反射电子成像样品，可提供样品表面的高分辨率图像。REM 主要用于材料科学，可用于表征形貌、表面纹理和表面缺陷。

衍射对比显微镜（DCM）

DCM 利用电子衍射来成像样品，可提供晶体结构和缺陷的信息。DCM 主要用于材料科学，可用于表征结晶度、相边界和晶体缺陷。

其他类型

扫描探针显微镜（SPM）

SPM 是一组显微镜，使用尖锐的探针与样品表面相互作用。SPM 可提供样品的表面形貌和力学性质信息。

原子力显微镜（AFM）

AFM 使用机械探针扫描样品表面，可提供表面形貌的三维图像。AFM 在纳米技术和生物学中很常见，可用于表征纳米结构和生物分子的形状。

扫描隧道显微镜（STM）

STM 使用尖锐的金属探针扫描样品表面，可提供表面原子的高分辨率图像。STM 在纳米技术中很常见，可用于表征表面结构和原子排列。

电子显微镜在科学和技术研究中发挥着至关重要的作用，提供了微观世界的宝贵信息。各种类型的 EM 具有独特的优点和局限性，根据样品的性质和所需的分析类型进行选择至关重要。随着技术的不断进步，电子显微镜的能力也在不断提高，为探索和理解微观世界的进一步突破铺平了道路。