Kính hiển vi điện tử SEM và TEM: So sánh và đánh giá

SEM và TEM đều là dòng kính hiển vi quan trọng trong nghiên cứu, quan sát các vật thể nhỏ ở mức độ nguyên tử và phân tử. Tuy vậy, mỗi loại đều có những đặc điểm vượt trội riêng trong các lĩnh vực như khoa học vật liệu, sinh học, y học, môi trường,... Để có thể hiểu rõ hơn về 2 dòng kính này, hãy cùng tham khảo trong bài viết sau đây về kính hiển vi điện tử SEM và TEM: So sánh và đánh giá của Maydochuyendung.com.

Kính hiển vi quét SEM là gì?

Kính hiển vi SEM (Scanning Electron Microscope) là là thiết bị tạo ảnh bằng cách cho chùm electron hội tụ quét lần lượt trên bề mặt mẫu. Thay vì chỉ quan sát hình dáng tổng thể, người dùng có thể nhận biết rõ hơn các chi tiết như vết nứt nhỏ, lỗ rỗng, độ nhám, hình dạng hạt và những biến đổi trên bề mặt vật liệu.

Kính hiển vi điện tử SEM là gì?

Để thực hiện quá trình này, SEM được trang bị nguồn phát electron, hệ thống thấu kính điện từ, cuộn dây quét, buồng chứa mẫu, đầu dò tín hiệu và bộ phận xử lý hình ảnh. Mỗi bộ phận đảm nhiệm một vai trò riêng, từ tạo và hội tụ chùm tia đến thu nhận tín hiệu phục vụ quá trình tái tạo ảnh. Hệ thống chân không giúp electron di chuyển ổn định trong cột kính, hạn chế sự va chạm với các phân tử khí.

Khi chùm electron quét qua mẫu, sự tương tác giữa electron và vật liệu tạo ra những tín hiệu khác nhau, trong đó electron thứ cấp thường được dùng để thể hiện địa hình bề mặt, còn electron tán xạ ngược hỗ trợ nhận biết sự khác biệt giữa các vùng vật liệu. Đầu dò thu nhận những tín hiệu này và chuyển đến hệ thống xử lý, từ đó hình thành hình ảnh chi tiết trên màn hình.

Nhờ khả năng thể hiện rõ đặc điểm bề mặt, SEM được ứng dụng trong kiểm tra chất lượng kim loại, lớp phủ, linh kiện điện tử, vật liệu nano và mẫu sinh học đã qua xử lý. Chẳng hạn, khi cần xác định vị trí nứt gãy trên một chi tiết kim loại hoặc khảo sát hình thái hạt vật liệu, thiết bị có thể cung cấp dữ liệu trực quan phục vụ đánh giá và nghiên cứu. Với mẫu không dẫn điện, người dùng có thể cần xử lý bề mặt hoặc lựa chọn chế độ quan sát phù hợp.

Kính hiển vi truyền qua TEM là gì?

Nếu SEM giúp làm rõ những gì diễn ra trên bề mặt, kính hiển vi điện tử truyền qua TEM (Transmission Electron Microscope) lại hướng đến những chi tiết nằm bên trong mẫu vật. Thiết bị sử dụng chùm electron năng lượng cao truyền qua một mẫu rất mỏng để tạo ảnh, cho phép nghiên cứu cấu trúc của vật liệu ở độ phân giải cao, từ các lớp vật liệu siêu mỏng và hạt nano đến cấu trúc tinh thể, thậm chí các chi tiết ở cấp độ nguyên tử trong điều kiện thích hợp.

Kính hiển vi điện tử TEM là gì?

TEM có cấu tạo gồm nguồn phát electron, hệ thống thấu kính điện từ, giá đỡ mẫu, hệ thống chân không và bộ phận ghi nhận hình ảnh. Khác với SEM, hệ thống tạo ảnh của TEM được thiết kế để thu nhận và phóng đại hình ảnh từ electron truyền qua mẫu. Vì vậy, khâu chuẩn bị mẫu có vai trò đặc biệt quan trọng: mẫu phải đủ mỏng để electron đi qua và có đặc tính phù hợp với phương pháp phân tích.

Trong quá trình hoạt động, chùm electron chiếu xuyên qua mẫu sẽ truyền qua hoặc bị tán xạ ở những mức độ khác nhau tùy theo độ dày, mật độ và thành phần của từng vùng vật liệu. Hệ thống thấu kính thu nhận và phóng đại ảnh, trong khi sự khác biệt về cường độ và hướng tán xạ tạo nên độ tương phản giữa các vùng. Nhờ đó, người dùng có thể nghiên cứu những đặc điểm bên trong mà ảnh bề mặt thông thường không thể hiện đầy đủ.

TEM thường được sử dụng trong nghiên cứu vật liệu nano, cấu trúc tinh thể, linh kiện bán dẫn, vật liệu xúc tác và cấu trúc siêu hiển vi của tế bào. Đây là công cụ hữu ích khi cần tìm hiểu cách các thành phần được sắp xếp bên trong vật liệu hoặc xác định những biến đổi ở kích thước rất nhỏ. Tuy nhiên, yêu cầu chuẩn bị mẫu nghiêm ngặt và quy trình vận hành chuyên sâu khiến phương pháp này phù hợp hơn với các nhiệm vụ phân tích chuyên biệt.

Xem thêm: 

• Kính hiển vi kết nối điện thoại nào tốt, nên mua hiện nay?
• Sự khác biệt giữa kính hiển vi sinh học và kính hiển vi điện tử

So sánh kính hiển vi điện tử SEM và TEM 

SEM và TEM đều là công cụ kính hiển vi điện tử  hỗ trợ quan sát các chi tiết vượt quá khả năng của kính hiển vi quang học thông thường, nhưng khác biệt ở cách tạo ảnh khiến phạm vi ứng dụng của chúng không hoàn toàn giống nhau. Những tiêu chí dưới đây giúp làm rõ đặc điểm của từng thiết bị.

Điểm khác biệt quan trọng nhất là SEM khảo sát mẫu từ bề mặt, còn TEM sử dụng electron truyền qua để làm rõ cấu trúc bên trong. Vì vậy, nếu cần tìm nguyên nhân gây nứt gãy trên bề mặt chi tiết cơ khí, kiểm tra lớp phủ hoặc quan sát hình dạng hạt vật liệu, SEM thường là lựa chọn phù hợp. Ngược lại, khi cần nghiên cứu cấu trúc tinh thể, giao diện giữa các lớp vật liệu hoặc đặc điểm bên trong hạt nano, TEM có lợi thế rõ rệt.

Kính hiển vi điện tử SEM theo dõi rõ địa hình, hình dạng và độ nhám bề mặt

Trên đây là những chia sẻ của Maydochuyendung.com tới bạn đọc về kính hiển vi SEM và TEM: So sánh và đánh giá. Hy vọng bài viết sẽ giúp bạn đọc có những thông tin hữu ích và lựa chọn được sản phẩm phù hợp nhất. Mọi thắc mắc hãy gọi ngay đến Hotline Hà Nội: 0904 810817 hoặc TP Hồ Chí Minh: 0918132242 - 0917182242 khi cần bất kỳ thông tin hay tư vấn về các sản phẩm trên nhé.