SEM、TEM、XRD、AES、STM、AFM的区别

SEM、TEM、XRD、AES、STM、AFM的区别主要是名称不同、工作原理不同、作用不同、

一、名称不同

1、SEM，英文全称：Scanningelectronmicroscope，中文称：扫描电子显微镜。

2、TEM，英文全称：TransmissionElectronMicroscope，中文称：透射电子显微镜。

3、XRD，英文全称：Diffractionofx－rays，中文称：X射线衍射。

4、AES，英文全称：AugerElectronSpectroscopy，中文称：俄歇电子能谱。

5、STM，英文全称：ScanningTunnelingMicroscope，中文称：扫描隧道显微镜。

6、AFM，英文全称：AtomicForceMicroscope，中文称：原子力显微镜。

二、工作原理不同

1．扫描电子显微镜的原理是用高能电子束对样品进行扫描，产生各种各样的物理信息。通过接收、放大和显示这些信息，可以观察到试样的表面形貌。

2．透射电子显微镜的整体工作原理如下：电子枪发出的电子束经过冷凝器在透镜的光轴在真空通道，通过冷凝器，它将收敛到一个薄，明亮而均匀的光斑，辐照样品室的样品。通过样品的电子束携带着样品内部的结构信息。通过样品致密部分的电子数量较少，而通过稀疏部分的电子数量较多。

物镜会聚焦点和一次放大后，电子束进入第二中间透镜和第一、第二投影透镜进行综合放大成像。最后，将放大后的电子图像投影到观察室的荧光屏上。屏幕将电子图像转换成可视图像供用户观察。

3、x射线衍射（XRD）的基本原理：当一束单色X射线入射晶体，因为水晶是由原子规则排列成一个细胞，规则的原子之间的距离和入射X射线波长具有相同的数量级，因此通过不同的原子散射X射线相互干涉，更影响一些特殊方向的X射线衍射，衍射线的位置和强度的空间分布，晶体结构密切相关。

4．入射的电子束和材料的作用可以激发原子内部的电子形成空穴。从填充孔到内壳层的转变所释放的能量可能以x射线的形式释放出来，产生特征性的x射线，也可能激发原子核外的另一个电子成为自由电子，即俄歇电子。

5．扫描隧道显微镜的工作原理非常简单。一个小电荷被放在探头上，电流从探头流出，穿过材料，到达下表面。当探针通过单个原子时，通过探针的电流发生变化，这些变化被记录下来。

电流在流经一个原子时涨落，从而非常详细地描绘出它的轮廓。经过多次流动后，人们可以通过绘制电流的波动得到构成网格的单个原子的美丽图画。

6．原子力显微镜的工作原理：当原子间的距离减小到一定程度时，原子间作用力迅速增大。因此，样品表面的高度可以直接由微探针的力转换而来，从而获得样品表面形貌的信息。

三、不同的功能

1．扫描电子显微镜（SEM）是介于透射电子显微镜和光学显微镜之间的一种微观形貌观察方法，可以直接利用样品表面材料的材料性质进行微观成像。

扫描电子显微镜具有高倍放大功能，可连续调节20000～200000倍。它有一个大的景深，一个大的视野，一个立体的形象，它可以直接观察到各种样品在不均匀表面上的细微结构。

样品制备很简单。目前，所有的扫描电镜设备都配备了x射线能谱仪，可以同时观察微观组织和形貌，分析微区成分。因此，它是当今非常有用的科学研究工具。

2．透射电子显微镜在材料科学和生物学中有着广泛的应用。由于电子容易散射或被物体吸收，穿透率低，样品的密度和厚度会影响最终成像质量。必须制备超薄的薄片，通常为50～100nm。

所以当你用透射电子显微镜观察样品时，你必须把它处理得很薄。常用的方法有：超薄切片法、冷冻超薄切片法、冷冻蚀刻法、冷冻断裂法等。对于液体样品，通常挂在预处理过的铜线上观察。

3X射线衍射检测的重要手段的人们意识到自然，探索自然，尤其是在凝聚态物理、材料科学、生活、医疗、化工、地质、矿物学、环境科学、考古学、历史、和许多其他领域发挥了积极作用，不断拓展新领域、新方法层出不穷。

特别是随着同步辐射源和自由电子激光的兴起，x射线衍射的研究方法还在不断扩展，如超高速x射线衍射、软x射线显微术、x射线吸收结构、共振非弹性x射线衍射、同步x射线层析显微术等。这些新的X射线衍射检测技术必将为各个学科注入新的活力。

4，俄歇电子在固体也经历了频繁的非弹性散射，可以逃避只是表面的固体表面原子层的俄歇电子，电子的能量通常是10～500电子伏特，他们的平均自由程很短，约5～20，所以俄歇电子能谱学调查是固体表面。

俄歇电子能谱通常采用电子束作为辐射源，可以进行聚焦和扫描。因此，俄歇电子能谱可用于表面微观分析，并可直接从屏幕上获得俄歇元素图像。它是现代固体表面研究的有力工具，广泛应用于各种材料的分析，催化、吸附、腐蚀、磨损等方面的研究。

5．当STM工作时，探头将足够接近样品，以产生具有高度和空间限制的电子束。因此，STM具有很高的空间分辨率，可以用于成像工作中的科学观测。

STM在加工的过程中进行了表面上可以实时成像进行了表面形态，用于查找各种结构性缺陷和表面损伤，表面沉积和蚀刻方法建立或切断电线，如消除缺陷，达到修复的目的，也可以用STM图像检查结果是好还是坏。

6．原子力显微镜的出现无疑促进了纳米技术的发展。扫描探针显微镜，以原子力显微镜为代表，是一系列的显微镜，使用一个小探针来扫描样品的表面，以提供高倍放大。Afm扫描可以提供各类样品的表面状态信息。

与传统显微镜相比，原子力显微镜观察样品的表面的优势高倍镜下在大气条件下，并且可以用于几乎所有样品（与某些表面光洁度要求）并可以获得样品表面的三维形貌图像没有任何其他的样品制备。

扫描后的三维形貌图像可进行粗糙度计算、厚度、步长、方框图或粒度分析。

投影仪在光线暗的环境里视觉效果还是不错的；投影机的具体优缺点如下：

优点一：节省空间，大部分的投影机可以在较小的空间内投影出较大的画面。而要获得尽可能大的投影面积，除使用广角镜头外，一个最主要的方法就是尽可能的使投影距离增大。对投影幕要求低，正投方式是依靠投影幕来反射光线的，所以除非对图像要求苛刻，否则只要一般的投影幕就可以满足要求，甚至有人使用白色墙壁也未尝不可。所以正投方式对投影幕的要求很低，灵活性和环境适应性更强，也就是说，绝大部分场合都可以毫不犹豫地选用正投方式。

优点二：投影仪的投影画面尺寸可大可小，放大后有电影院的效果，大画面给人带来强烈的震撼力和视觉冲击力。

优点三：投影仪相比电视机体积小更便于携带。

缺点一：使用环境要求高。家用投影机的亮度普遍较低，它一般只能在黑暗环境下使用，如果想在白天使用，那么所看到的画面会严重泛白，效果很差，除非完全遮蔽屋内的光线。这就需要购买能够完全遮光的窗帘。

缺点二：保养成本高。在日常的使用过程中，你要特别注意不要让灰尘进入投影机内部，而且不要弄脏幕布，这会极大的影响投射效果，并且要留意投影机的使用时间，如果一天内使用投影机的时间过长，机器发热会非常严重，进而减少灯泡的使用寿命。

缺点三：投入成本高。目前，家用投影机低端产品与当下主流的电视机相比，价格似乎相差并不多，但是还要算上幕布、支架的价格；购买1080P家用投影机，价格会更高。

缺点四：灯泡寿命低。家用投影机的使用寿命通常在4000-6000个小时左右，与电视机长达10万小时的工作时间相比，可谓少得可怜。

投影仪白天的效果要看投影仪本身的亮度，如果投影仪亮度高于2000ANSI流明，那么投影仪在白天的效果也很好，如果投影仪亮度低于1000ANSI流明，那么白天使用会有明显的画面泛白情况。

投影仪白天的使用效果受投影仪本身的亮度影响，亮度越高的投影仪，在白天的使用效果越好。如果投影仪想要在白天也可以投射明亮的画面，那么需要投影仪的实际亮度达到2000ANSI流明以上，同时设备依然不可以直接在户外太阳光的影响下使用。

此外，如果投影仪的亮度过低，不到1000ANSI流明，那么白天投影画面就会有明显泛白的情况出现，这时可以通过拉上遮光窗帘让画面重新变得明亮清晰。

相关说明

投影仪投影质量，不仅与投影灯泡的亮度有关，而且与投影环境的影响也关系较大。投影仪工作环境的光线强弱会直接影响投影的效果，因此，在使用投影仪之前，一定要先布置好投影仪的工作环境，尽可能地使投影灯泡工作在光线幽暗的环境下。

明亮的环境光线会使投影灯泡的亮度效果变得较差，学生观看费力。为了使投影仪得到更好的投影效果，我们不妨在房间中安装深色不透光的窗帘以挡住室外光线，房间的墙壁使用不宜反光的材料，这些细节都会使投影仪在投影灯泡亮度相同的情况下产生更好的投影效果。

以上内容参考：百度百科-投影仪

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