扫描电镜（SEM）与透射电镜（TEM）作为材料微观世界探索的两大支柱技术，均利用电子束成像，但原理与应用差异显著。深入理解其区别，有助于研究者精准选择工具，高效揭示物质微观奥秘。
核心原理
扫描电镜（SEM）：
1.表面成像： 聚焦电子束在样品表面逐点扫描。
2.信号收集： 电子束轰击样品，激发产生多种信号（如二次电子、背散射电子、特征X射线）。
3.图像形成： 探测器收集特定信号（主要为二次电子），信号强度转换为对应像素点的亮度，逐点扫描构建样品表面形貌图像。主要反映表面/近表面信息。
透射电镜（TEM）：
1.穿透成像： 高能电子束穿透超薄样品。
2.相互作用： 电子束与样品内部原子发生复杂相互作用（散射、衍射等）。
3.图像/衍射图形成： 透射电子束（及其携带的样品内部结构信息）经物镜等放大后，投射到荧光屏或探测器上，形成内部结构图像或衍射花样。提供样品内部晶体结构、晶格缺陷、相分布等核心信息。
样品要求
SEM：
厚度要求低： 样品通常只需尺寸合适，能放入样品仓即可。可观察块状、粉末、薄膜等多样形态。
导电性要求： 非导电样品需喷镀薄层导电材料（金、碳等），避免电荷积累影响成像。
相对简便： 制备过程通常较TEM简单快捷。
TEM：
超薄要求： 样品必须制备成电子束可穿透的极薄片（通常
复杂工艺： 常用技术包括：超薄切片、聚焦离子束（FIB）切割、离子减薄、电解双喷、化学减薄等，耗时耗力且对操作者技术要求高。
导电性要求： 同样需避免荷电效应，但超薄样品本身有时具有一定导电性。
成像特征
SEM：
图像特点： 呈现三维立体感强的表面形貌图，景深大。
信息类型： 主要展示表面形貌、粗糙度、颗粒尺寸与分布、断口特征、涂层覆盖等。结合能谱仪（EDS）可进行微区元素成分分析。
直观性： 图像较直观，易于理解。
TEM：
图像特点： 呈现二维投影图像（明场像、暗场像、高分辨像等）。
信息类型： 揭示内部精细结构：晶体结构（晶格条纹像）、晶界、位错、层错、空位等晶体缺陷；纳米颗粒内部结构、核壳结构；生物大分子结构、细胞器超微结构等。结合选区电子衍射（SAED）可确定晶体结构、晶格常数、晶向等。
分辨率极限： 可达到原子级分辨率，直接观察原子排列。
分辨率与放大倍数
SEM： 常规钨灯丝SEM分辨率约3-6纳米；场发射SEM（FE-SEM）可达~1纳米或更高。放大倍数范围宽，通常从几倍到几十万倍。
TEM： 分辨率远高于SEM。普通TEM可达~0.2纳米；配备球差校正器（Cs Corrector）的先进TEM甚至能达到亚埃级（
主要应用场景
SEM 擅长领域：
材料表面形貌观察（金属断口、陶瓷表面、催化剂颗粒形貌、纤维表面、纳米材料形貌等）。
样品表面微区成分分析（EDS）。
大景深三维成像。
相对快速的样品筛查和宏观到微观的尺度衔接。
TEM 擅长领域：
材料内部微观结构分析（晶体缺陷、相变、界面结构）。
纳米材料内部精细结构表征（如量子点、纳米线、二维材料）。
原子级分辨率成像。
晶体结构鉴定（电子衍射）。
生物大分子结构解析（冷冻电镜Cryo-TEM）。
本文源自微信公众号：中材新材料
原文标题：《SEM与TEM区别解析》
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/gVZ_ISM6HJQjr3Gp_5WLEg
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