電子顯微鏡的分類

　　1、透射電鏡 (TEM)

　　樣品必須制成電子能穿透的，厚度為100～2000 ?的薄膜。成像方式與光學生物顯微鏡相似，只是以電子透鏡代替玻璃透鏡。放大后的電子像在熒光屏上顯示出來，TEM的分辨本領能達 3 ?左右，在特殊情況下能更高些。

透射電子顯微鏡的光路示意圖

透射電鏡

　　(1)超高壓電鏡 (HVEM)　是一種TEM，不過常用的 TEM加速電壓為 100 kV。只能穿透幾千埃厚的樣品。電子的穿透能力隨 b2 = v2/c2 ( 電子速度與光速之比 )而增。由于相對論性效應，b2在 500 kV以上增加得就很慢了。目前有200 kV、300 kV和1000 kV的商品電鏡。法國和日本有3000 kV的特制電鏡。HVEM除加速筒以外與一般 TEM相似，只是尺寸放大了。1000 kV的電鏡有兩層樓高。放大尺寸后，樣品周圍空間增大，便于安置各種處理樣品的附件，如拉伸、加熱、冷卻、化學反應等副件，并能把它們與傾斜樣品臺結合起來;還可以做動態觀察，用電視記錄樣品處理過程中的變化。高能量的電子能造成樣品中的輻射損傷，這對研究材料輻射損傷的微觀機理帶來極大的方便。

　　(2) 高分辨電鏡(HREM)　提高加速電壓，使電子波長更短，能提高分辨本領。由于技術上的難度高，所以至70年代初超高壓電鏡主要針對提高穿透率。70年代末至80年代初技術上的提高帶來了200 kV、300 kV的高分辨商品電鏡及個別500 kV、600 kV和1000 kV的HREM。分辨本領能達2 ?左右。不久將能達到1.5 ? 。由于生物學分子極易被輻照損傷，所以目前HREM主要用于觀察無機材料中的原子排列。

　　2、掃描電鏡 (SEM)

　　主要用于直接觀察固體表面的形貌,其原理如圖2掃描電子顯微鏡的原理圖所示。先利用電子透鏡將一個電子束斑縮小到幾十埃，用偏轉系統使電子束在樣品面上作光柵掃描。電子束在它所到之處激發出次級電子，經探測器收集后成為信號，調制一個同步掃描的顯像管的亮度，顯示出圖像。樣品表面上的凹凸不平使某些局部朝向次級電子探測器，另一些背向探測器。朝向探測器的部分發出的次級電子被集收得多，就顯得亮，反之就顯得暗，由此產生陰陽面、富有立體感的圖像。像的放大倍數為顯像管的掃描幅度比上樣品面上電子束的掃描幅度。SEM的分辨本領比電子束斑直徑略大。目前SEM的分辨本領能達60 ? 。

掃描電子顯微鏡的原理圖

掃描電鏡

　　3、掃描透射電鏡(STEM)

　　成像方式與掃描電鏡相似，不過接收的不是次級電子而是透射電子(包括部分小角散射電子)。樣品也必須是薄膜，STEM的分辨本領與電子束斑直徑相當。專門的STEM用高亮度場致發射電子槍(要求10-10托的超高真空)。分辨本領能達3 ? 。利用這種STEM已觀察到輕元素支持膜上的單個重原子。對實際工作尤為重要的是可以利用它的微小電子束斑作極微區(幾十埃)的晶體結構分析(用電子衍射)和成分分析(用電子束激發的標識X 射線或者用電子能量損失譜)。目前商品TEM可以帶有STEM附件,不過因為沒有高亮度場致發射槍，所以只能將束斑縮到幾十埃。能做約100 ?范圍內的結構和成分分析。能在觀察顯微像的同時在其任意一個微小的局部做上述分析的電鏡叫“分析電鏡”。