So sánh và đánh giá kính hiển vi điện tử SEM và TEM
Trong số các loại kính hiển vi trên thị trường, kính hiển vi điện tử SEM và TEM là hai loại nổi bật nhất với những đặc tính và ứng dụng riêng biệt. Chúng không chỉ mở rộng khả năng quan sát và phân tích vật liệu ở cấp độ nguyên tử và phân tử, mà còn đóng vai trò then chốt trong nhiều lĩnh vực. Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn hai dòng kính này và biết nên lựa chọn loại kính hiển vi nào để sử dụng cho công việc của mình.
Tìm hiểu về khái niệm kính hiển vi điện tử SEM và TEM
Kính hiển vi điện tử là một trong những công cụ quan trọng và mạnh mẽ nhất trong khoa học và công nghệ hiện đại, giúp con người khám phá những bí ẩn của thế giới vi mô mà kính hiển vi quang học thông thường không thể đạt tới.
Kính hiển vi điện tử SEM là gì?
Kính hiển vi điện tử quét (SEM – Scanning Electron Microscope) là loại kính hiển vi mà trong đó, các electron sẽ quét qua bề mặt của mẫu. Sau đó tạo thành hình ảnh bằng cách phát hiện các electron thứ cấp được phát ra. Đây là loại kính hiển vi được dùng để quan sát các mẫu với độ phóng đại cao. Cho phép người dùng quan sát các chi tiết cực nhỏ thông qua ống kính phóng đại lên đến hàng nghìn lần.
Kính hiển vi điện tử TEM là gì?
Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM – Transmission Electron Microscope) là loại kính hiển vi điện tử mà trong đó, các electron đi qua mẫu và tạo ra hình ảnh trên màn hình quay hoặc máy dò.
So sánh kính hiển vi điện tử SEM và TEM
Kính hiển vi điện tử quét (SEM) và kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) là hai loại kính hiển vi điện tử chủ yếu được sử dụng trong nghiên cứu và phân tích vật liệu. Dưới đây là sự so sánh về các điểm giống nhau và khác nhau giữa hai loại kính hiển vi này:
Giống nhau của kính hiển vi điện tử SEM và TEM
| Nguyên lý hoạt động | Cả SEM và TEM đều sử dụng chùm điện tử thay vì ánh sáng để tạo ảnh. Các điện tử được tăng tốc đến năng lượng cao và chiếu vào mẫu vật để tạo ra hình ảnh có độ phân giải cao hơn so với kính hiển vi quang học. |
| Cấu trúc cơ bản | Cả hai loại kính hiển vi đều có các thành phần cơ bản như nguồn phát điện tử, thấu kính điện từ, và bộ phận thu nhận hình ảnh. |
| Độ phóng đại và độ phân giải | Kính hiển vi điện tử SEM và TEM đều có khả năng đạt đến độ phóng đại và độ phân giải rất cao, giúp quan sát chi tiết ở cấp độ nguyên tử. |
| Ứng dụng | Cả hai loại kính hiển vi được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khoa học và kỹ thuật, bao gồm vật liệu học, sinh học, hóa học, và công nghệ nano. |
Khác nhau giữa kính hiển vi điện tử SEM và TEM
| SEM | TEM | |
| Nguyên lý tạo hình ảnh | Sử dụng chùm điện tử quét bề mặt mẫu vật và thu nhận các điện tử thứ cấp phát ra từ mẫu để tạo ảnh. SEM cung cấp hình ảnh bề mặt mẫu với độ sâu trường lớn. | Sử dụng chùm điện tử truyền qua mẫu vật rất mỏng và thu nhận các điện tử truyền qua để tạo ảnh. TEM cung cấp hình ảnh nội bộ chi tiết của mẫu ở cấp độ nguyên tử. |
| Cấu trúc mẫu | Mẫu không cần phải quá mỏng và thường có thể được quan sát ở trạng thái tự nhiên hoặc sau khi được phủ một lớp dẫn điện. | Mẫu phải rất mỏng (khoảng 100 nm hoặc mỏng hơn) để cho phép chùm điện tử truyền qua. |
| Độ sâu trường | Lớn hơn, cho phép quan sát rõ các cấu trúc bề mặt ở các độ sâu khác nhau. | Hẹp hơn, thích hợp cho việc quan sát chi tiết các lát cắt rất mỏng của mẫu. |
| Hình ảnh thu được | Ba chiều, cung cấp thông tin về hình dạng và cấu trúc bề mặt. | Hai chiều, cung cấp thông tin về cấu trúc bên trong và sự sắp xếp nguyên tử. |
| Ứng dụng cụ thể | Phù hợp cho việc phân tích hình thái và bề mặt của mẫu, nghiên cứu các vật liệu có độ dày lớn. | Phù hợp cho việc nghiên cứu cấu trúc nội tại của vật liệu ở cấp độ phân tử hoặc nguyên tử, phân tích các mẫu sinh học và các vật liệu nano. |
Kính hiển vi điện tử SEM và TEM – Nên mua loại nào?
Có thể thấy, cả SEM và TEM đều là công cụ quan trọng trong nghiên cứu và phân tích vật liệu, mỗi loại kính hiển vi có những ưu điểm và hạn chế riêng, và thường được sử dụng bổ sung cho nhau để cung cấp cái nhìn toàn diện về mẫu vật.
Việc chọn mua kính hiển vi điện tử SEM hay TEM phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm mục đích sử dụng, loại mẫu bạn muốn nghiên cứu, độ phân giải cần thiết, và ngân sách. Dưới đây là một số yếu tố cần xem xét để giúp bạn quyết định:
Mục đích sử dụng
Nếu bạn cần quan sát và phân tích bề mặt của mẫu vật, chẳng hạn như hình dạng, kích thước hạt, độ nhám và các đặc điểm bề mặt khác, thì SEM là lựa chọn tốt. Kính hiển vi SEM thích hợp cho các nghiên cứu trong các lĩnh vực như khoa học vật liệu, địa chất, và sinh học bề mặt.
Nếu bạn cần quan sát cấu trúc bên trong của mẫu ở cấp độ phân tử hoặc nguyên tử, chẳng hạn như cấu trúc tinh thể, sự sắp xếp nguyên tử và các chi tiết nội bộ, thì TEM là lựa chọn phù hợp. Kính hiển vi TEM thường được sử dụng trong các nghiên cứu về sinh học phân tử, hóa học vật liệu, và công nghệ nano.
Loại mẫu đo – Phân biệt kính hiển vi điện tử SEM và TEM
Kính hiển vi điện tử SEM phù hợp cho các mẫu có độ dày lớn và không cần phải mỏng. Mẫu có thể được quan sát ở trạng thái tự nhiên hoặc sau khi được chuẩn bị bằng cách phủ một lớp dẫn điện.
Kính hiển vi điện tử TEM yêu cầu mẫu rất mỏng (thường dưới 100 nm) để điện tử có thể truyền qua. Việc chuẩn bị mẫu cho TEM thường phức tạp và tốn kém hơn.
Độ phân giải
Độ phân giải của SEM thường nằm trong khoảng từ vài nanomet đến hàng chục nanomet, đủ để quan sát các chi tiết bề mặt. Trong khi đó, độ phân giải của TEM có thể đạt đến cấp độ nguyên tử (dưới 1 nm), cho phép quan sát các chi tiết rất nhỏ bên trong mẫu.
Ngân sách giữa kính hiển vi điện tử SEM và TEM
Kính hiển vi điện tử SEM thường có chi phí mua và vận hành thấp hơn so với TEM. SEM cũng ít yêu cầu về việc chuẩn bị mẫu hơn, giúp tiết kiệm thời gian và chi phí. Còn kính hiển vi điện tử TEM hường có chi phí cao hơn cả về thiết bị lẫn chuẩn bị mẫu. Việc bảo trì và vận hành TEM cũng phức tạp và tốn kém hơn.
Kết luận nên chọn mua loại nào: Chọn SEM nếu bạn cần phân tích bề mặt mẫu vật, yêu cầu độ sâu trường lớn, chi phí và chuẩn bị mẫu thấp hơn.Chọn TEM nếu bạn cần quan sát chi tiết cấu trúc nội tại ở cấp độ nguyên tử hoặc phân tử, không ngại chi phí và công việc chuẩn bị mẫu phức tạp. Trong nhiều trường hợp, việc có cả hai loại kính hiển vi sẽ cung cấp một phạm vi quan sát và phân tích toàn diện hơn.
Trên đây là thông tin giúp bạn so sánh và đánh giá kính hiển vi điện tử SEM và TEM chính xác nhất. Việc hiểu rõ về nguyên lý hoạt động, ưu điểm và hạn chế của từng loại kính hiển vi này sẽ giúp các nhà nghiên cứu và kỹ sư lựa chọn công cụ phù hợp nhất cho mục đích nghiên cứu của mình. Nếu có nhu cầu mua kính hiển vi công nghiệp, hãy liên hệ ngay TKTECH để được mua hàng chính hãng với giá ưu đãi nhé!
