TEM和SEM可以分析什么

透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）是材料科学、纳米技术、生物学等领域的重要表征工具，其分析能力如下：

TEM（透射电子显微镜）

1. 微观结构分析：

- 观察材料的晶体结构（如晶格条纹、位错、孪晶等），分辨率可达亚埃级（0.1 nm以下）。

- 分析纳米颗粒、薄膜、纤维的形貌与尺寸分布。

2. 成分与化学信息：

- 结合能谱仪（EDS）或电子能量损失谱（EELS）进行元素定性与半定量分析。

- 通过高角环形暗场像（HAADF-STEM）实现原子级成分分布成像。

3. 衍射分析：

- 选区电子衍射（SAED）可确定晶体结构、物相组成及晶体取向。

- 汇聚束电子衍射（CBED）用于精确测定晶格参数与应变场。

4. 缺陷与界面研究：

- 观察位错、层错、晶界、相界等缺陷的原子级构型。

- 分析异质结、量子阱等界面处的原子排列。

5. 生物样品应用：

- 超薄切片（50-100 nm）的细胞器、病毒颗粒形貌观察，需染色或冷冻制样（冷冻电镜）。

SEM（扫描电子显微镜）

1. 表面形貌表征：

- 提供微米至纳米级三维形貌信息，分辨率可达0.5 nm（场发射SEM）。

- 适用块状、粉末、断面等样品，无需超薄处理。

2. 成分分析：

- EDS能谱实现元素面扫描（Mapping）与线扫描（Line Scan），检测范围轻元素（B）至重元素（U）。

- 波长色散谱（WDS）用于更高精度元素分析。

3. 特殊功能扩展：

- 背散射电子（BSE）成像反映原子序数差异（成分衬度）。

- 电子背散射衍射（EBSD）分析晶体取向、织构及相分布。

4. 动态与原位观测：

- 环境SEM（ESEM）可在低真空下观察含水或非导电样品。

- 加热/拉伸台实现原位形变、相变过程的实时监测。

5. 生物与绝缘样品处理：

- 需喷镀金或碳层以避免荷电效应，或采用低电压模式减小损伤。

对比与协同应用

TEM擅长原子尺度的结构解析，但对样品制备要求苛刻（超薄、导电）；SEM则更侧重表面快速成像，适合大体积样品。

联合使用可互补信息，如SEM-EDS初筛成分后，用TEM确定纳米相的原子排列。

现代联用技术（如FIB-SEM）可实现三维重构与定点TEM样品制备。

这两类电镜在材料研发、失效分析、半导体检测等领域具有不可替代性，选择取决于研究目标和样品特性。