電子顯微鏡的基本原理

 　　電子顯微鏡是20世紀的重大科學技術(shù)發(fā)明，如同三極管的發(fā)明推動革命了半導體界一樣，電子顯微鏡也很大地促進了生命科學的發(fā)展。下面小編來給大家介紹下電子顯微鏡的基本原理。

電子顯微鏡是根據(jù)電子光學原理，用電子束和電子透鏡代替光束和光學透鏡，使物質(zhì)的細微結(jié)構(gòu)在非常高的放大倍數(shù)下成像的儀器。近年來，電鏡的研究和制造有了很大的發(fā)展：一方面，電鏡的分辨率不斷提高，透射電鏡的點分辨率達到了0.2-0.3nm，晶格分辨率已經(jīng)達到0.1nm左右，通過電鏡，人們已經(jīng)能直接觀察到原子像;另一方面，除透射電鏡外，還發(fā)展了多種電鏡，如掃描電鏡、分析電鏡等。

一、透射電子顯微鏡的成像原理

1、吸收像：當電子射到質(zhì)量、密度大的dao樣品時，主要的成相作用是散射作用。樣品上質(zhì)量厚度大的地方對電子的散射角大，通過的電子較少，像的亮度較暗。早期的透射電子顯微鏡都是基于這種原理。

2、衍射像：電子束被樣品衍射后，樣品不同位置的衍射波振幅分布對應于樣品中晶體各部分不同的衍射能力，當出現(xiàn)晶體缺陷時，缺陷部分的衍射能力與完整區(qū)域不同，從而使衍射波的振幅分布不均勻，反映出晶體缺陷的分布。

3、相位像：當樣品薄至100Å以下時，電子可以穿過樣品，波的振幅變化可以忽略，成像來自于相位的變化。

二、掃描電子顯微鏡成像原理

掃描電子顯微鏡通過用聚焦電子束掃描樣品的表面來產(chǎn)生樣品表面的圖像。

電子與樣品中的原子相互作用，產(chǎn)生包含關(guān)于樣品的表面測繪學形貌和組成的信息的各種信號。電子束通常以光柵掃描圖案掃描，并且光束的位置與檢測到的信號組合以產(chǎn)生圖像。

掃描電子顯微鏡可以實現(xiàn)分辨率優(yōu)于1納米。樣品可以在高真空，低真空，濕條件(用環(huán)境掃描電子顯微鏡)以及寬范圍的低溫或高溫下觀察到。

常見的掃描電子顯微鏡模式是檢測由電子束激發(fā)的原子發(fā)射的二次電子。可以檢測的二次電子的數(shù)量，取決于樣品測繪學形貌，以及取決于其他因素。

通過掃描樣品并使用特殊檢測器收集被發(fā)射的二次電子，創(chuàng)建了顯示表面的形貌的圖像。它還可能產(chǎn)生樣品表面的高分辨率圖像，且圖像呈三維，鑒定樣品的表面結(jié)構(gòu)。

以上內(nèi)容就是對電子顯微鏡的基本原理的介紹了，電子顯微鏡的分辨本領(lǐng)雖已遠勝于光學顯微鏡，但電子顯微鏡因需在真空條件下工作，所以很難觀察活的生物，而且電子束的照射也會使生物樣品受到輻照損傷。