在材料科学中，电子显微镜技术是表征材料微观结构和化学组成不可或缺的工具。其中，背散射电子 (BSE) 和透射电子 (TE) 是两种重要的显微镜成像模式，它们可以提供互补的信息。本篇文章将探讨背散射电子和透射电子的原理、优势和应用，并对比它们的差异，以帮助读者深入理解这两种显微镜技术。

1. 背散射电子 (BSE)

电子电流表的工作原理基于法拉第电磁感应定律。当电流流过导线时，会在其周围产生磁场。电子电流表利用一个具有已知阻值的取样电阻（分流器）串联在待测电路中，当电流流过分流器时，会在其两端产生电压降。该电压降通过一个灵敏的测量电路（通常是电压表）进行测量，从而间接得到流过电路的电流值。

背散射电子是指从材料表面反射的电子，它们是由入射电子与原子核的弹性碰撞产生的。碰撞的强度与原子序数 (Z) 直接相关，这意味着 Z 值较高的原子会产生更强的背散射信号。BSE 成像可以提供材料表面元素分布和相位结构的信息。BSE 成像特别适用于表征样品的形貌、晶粒尺寸和界限。

2. 透射电子 (TE)

透射电子是指通过材料穿过的电子，它们是由入射电子与原子核和电子的非弹性散射产生的。TE 成像可以揭示材料内部的微观结构，包括晶体缺陷、晶界和相界。由于电子束穿过材料，TE 成像的分辨率比 BSE 成像更高，可以观察到更精细的细节。

3. BSE 与 TE 的对比

表面信息：BSE 主要提供表面信息，而 TE 提供内部信息。

分辨率：TE 的分辨率高于 BSE，可以观察到更小的特征。

元素敏感性：BSE 对原子序数敏感，可以提供元素分布信息，而 TE 对原子序数不敏感。

三维信息：TE 可以提供三维信息，而 BSE 通常只提供二维信息。

样本制备：TE 样本需要薄化处理，而 BSE 样本通常不需要特殊制备。

信息深度：BSE 成像的信息深度通常比 TE 成像浅。

应用：BSE 常用于形貌分析和相鉴别，而 TE 常用于晶体结构和缺陷分析。

4. BSE 成像的应用

形貌表征

相位成分分析

矿物学和地质学研究

材料故障分析

电子束精密加工

5. TE 成像的应用

晶体结构表征

晶体缺陷分析

相界和晶界表征

纳米材料表征

生物材料表征

6. BSE 和 TE 的互补性

BSE 和 TE 成像技术具有互补性，可以提供全面的材料表征。BSE 成像擅长表面分析和元素敏感性，而 TE 成像擅长内部结构和高分辨率。通过结合 BSE 和 TE 成像，研究人员可以获得关于材料结构、组成和特性的全面信息。

7. 结论

背散射电子 (BSE) 和透射电子 (TE) 是电子显微镜技术中的两种重要成像模式，它们提供互补的信息。BSE 成像擅长表面分析和元素敏感性，而 TE 成像擅长内部结构和高分辨率。通过结合 BSE 和 TE 成像，研究人员可以获得关于材料结构、组成和特性的全面信息。这些技术在材料科学、纳米技术、生物学和地质学等领域有着广泛的应用。