•掃描電鏡主要是電子束照射到樣品后的二次電子成像，透射電鏡的明場(chǎng)像是透射電子成像。

　　電子顯微鏡簡(jiǎn)稱(chēng)電鏡，英文名Electron Microscope（簡(jiǎn)稱(chēng)EM）經(jīng)過(guò)五十多年的發(fā)展已成為現代科學(xué)技術(shù)中的重要工具。

　　電子顯微鏡由鏡筒、真空裝置和電源柜三部分組成。

　　鏡筒主要有電子源、電子透鏡、樣品架、熒光屏和探測器等部件，這些部件通常是自上而下地裝配成一個(gè)柱體。

　　電子透鏡用來(lái)聚焦電子，是電子顯微鏡鏡筒中最重要的部件。一般使用的是磁透鏡，有時(shí)也有使用靜電透鏡的。它用一個(gè)對稱(chēng)于鏡筒軸線(xiàn)的空間電場(chǎng)或磁場(chǎng)使電子軌跡向軸線(xiàn)彎曲形成聚焦，其作用與光學(xué)顯微鏡中的光學(xué)透鏡（凸透鏡）使光束聚焦的作用是一樣的，所以稱(chēng)為電子透鏡。光學(xué)透鏡的焦點(diǎn)是固定的，而電子透鏡的焦點(diǎn)可以被調節，因此電子顯微鏡不象光學(xué)顯微鏡那樣有可以移動(dòng)的透鏡系統?，F代電子顯微鏡大多采用電磁透鏡，由很穩定的直流勵磁電流通過(guò)帶極靴的線(xiàn)圈產(chǎn)生的強磁場(chǎng)使電子聚焦。電子源是一個(gè)釋放自由電子的陰極，柵極，一個(gè)環(huán)狀加速電子的陽(yáng)極構成的。陰極和陽(yáng)極之間的電壓差必須非常高，一般在數千伏到3百萬(wàn)伏特之間。它能發(fā)射并形成速度均勻的電子束，所以加速電壓的穩定度要求不低于萬(wàn)分之一。

　　樣品可以穩定地放在樣品架上，此外往往還有可以用來(lái)改變樣品（如移動(dòng)、轉動(dòng)、加熱、降溫、拉長(cháng)等）的裝置。

　　為什么要用熒光屏呢？因為人們的肉眼是看不見(jiàn)電子束的，所以要用熒光屏把電子束變成可見(jiàn)的光源，才能形成眼睛能看得見(jiàn)的像。

　　探測器用來(lái)收集電子的信號或次級信號。

　　真空裝置用以保障顯微鏡內的真空狀態(tài)，這樣電子在其路徑上不會(huì )被吸收或偏向，由機械真空泵、擴散泵和真空閥門(mén)等構成，并通過(guò)抽氣管道與鏡筒相聯(lián)接。

　　透射式電子顯微鏡因電子束穿透樣品后，再用電子透鏡成像放大而得名。它的光路與光學(xué)顯微鏡相仿，可以直接獲得一個(gè)樣本的投影。通過(guò)改變物鏡的透鏡系統人們可以直接放大物鏡的焦點(diǎn)的像。由此人們可以獲得電子衍射像。使用這個(gè)像可以分析樣本的晶體結構。在這種電子顯微鏡中，圖像細節的對比度是由樣品的原子對電子束的散射形成的。由于電子需要穿過(guò)樣本，因此樣本必須非常薄。組成樣本的原子的原子量、加速電子的電壓和所希望獲得的分辨率決定樣本的厚度。樣本的厚度可以從數納米到數微米不等。原子量越高、電壓越低，樣本就必須越薄。樣品較薄或密度較低的部分，電子束散射較少，這樣就有較多的電子通過(guò)物鏡光闌，參與成像，在圖像中顯得較亮。反之，樣品中較厚或較密的部分，在圖像中則顯得較暗。如果樣品太厚或過(guò)密，則像的對比度就會(huì )惡化，甚至會(huì )因吸收電子束的能量而被損傷或破壞。

　　透射電鏡的分辨率為0.1～0.2nm，放大倍數為幾萬(wàn)～幾十萬(wàn)倍。由于電子易散射或被物體吸收，故穿透力低，必須制備更薄的超薄切片（通常為50～100nm）。

　　透射式電子顯微鏡鏡筒的頂部是電子槍?zhuān)娮佑涉u絲熱陰極發(fā)射出、通過(guò)第一，第二兩個(gè)聚光鏡使電子束聚焦。電子束通過(guò)樣品后由物鏡成像于中間鏡上，再通過(guò)中間鏡和投影鏡逐級放大，成像于熒光屏或照相干版上。中間鏡主要通過(guò)對勵磁電流的調節，放大倍數可從幾十倍連續地變化到幾十萬(wàn)倍；改變中間鏡的焦距，即可在同一樣品的微小部位上得到電子顯微像和電子衍射圖像。

　　掃描電子顯微鏡的電子束不穿過(guò)樣品，僅以電子束盡量聚焦在樣本的一小塊地方，然后一行一行地掃描樣本。入射的電子導致樣本表面被激發(fā)出次級電子。顯微鏡觀(guān)察的是這些每個(gè)點(diǎn)散射出來(lái)的電子，放在樣品旁的閃爍晶體接收這些次級電子，通過(guò)放大后調制顯像管的電子束強度，從而改變顯像管熒光屏上的亮度。圖像為立體形象，反映了標本的表面結構。顯像管的偏轉線(xiàn)圈與樣品表面上的電子束保持同步掃描，這樣顯像管的熒光屏就顯示出樣品表面的形貌圖像，這與工業(yè)電視機的工作原理相類(lèi)似。由于這樣的顯微鏡中電子不必透射樣本，因此其電子加速的電壓不必非常高。

　　掃描式電子顯微鏡的分辨率主要決定于樣品表面上電子束的直徑。放大倍數是顯像管上掃描幅度與樣品上掃描幅度之比，可從幾十倍連續地變化到幾十萬(wàn)倍。掃描式電子顯微鏡不需要很薄的樣品；圖像有很強的立體感；能利用電子束與物質(zhì)相互作用而產(chǎn)生的次級電子、吸收電子和X射線(xiàn)等信息分析物質(zhì)成分。

　　掃描電子顯微鏡的制造是依據電子與物質(zhì)的相互作用。當一束高能的人射電子轟擊物質(zhì)表面時(shí)，被激發(fā)的區域將產(chǎn)生二次電子、俄歇電子、特征x射線(xiàn)和連續譜X射線(xiàn)、背散射電子、透射電子，以及在可見(jiàn)、紫外、紅外光區域產(chǎn)生的電磁輻射。同時(shí)，也可產(chǎn)生電子-空穴對、晶格振動(dòng)（聲子）、電子振蕩（等離子體）。