一、透射式電子顯微鏡
根據加速電壓的大小分為：
一般（常規）TEM：100KV
高壓TEM：200KV
超高壓TEM：500Kv、1MV、3MV
一、常規透射電鏡（TEM）
1、原理：主要利用入射電子束穿過樣品，產生攜帶樣品橫截面內部的電子信號，並經多級磁透鏡的放大後成像於螢光板，整幅像同時成立。
2、特點：
⑴ 樣品超薄 h<1000 Å
⑵ 二維平面像、立體感差
⑶ 解析度高 ，優於2 Å
⑷樣品製備複雜
3、觀察對象：
主要樣品內部超微結構（可用來觀察組織和細胞內部的超微結構、微生物、生物大分子等）
二、超高壓透射電鏡（UHVEM:ultra-high voltage electronmicroscope）
HV<500kv為常規及高壓電鏡,一般TEM：100~200KV
HV>500kv為超高壓電鏡，Hvmax=1MV（法），3MV，15MV（美），10MV（日）
1、特點：
⑴穿透能力強、可觀察較厚的樣品 µm 級
⑵解析度高，2 Å（晶格解析度）
⑶單色性好，色差小，成像質量好
⑷加速電壓越高，散射截面越小，輻射損傷減小
⑸場深大，可獲取樣品的三維結構信息
⑹樣品室一般為環境樣品室，可觀察活體生物樣品
2、缺點：
體積龐大、結構複雜、價格昂貴、需專用的防護裝置
3、觀察對象：
主要研究非生物材料的晶格結構、觀察細胞骨架系統（微梁、微絲），人工培養細胞、血細胞等。
二、掃描式電鏡
依據性能不同主要分為：
（1）常規（一般）SEM
（2）環境掃描電鏡
（3）低壓掃描電鏡
（4）場發射電子槍SEM
（5）生物用SEM
（6）掃描電－聲電鏡
一、常規掃描電鏡（SEM）
1、原理：
利用電子束轟擊樣品表面，引起二次電子等信號的發射，主要利用SE並放大、傳遞SE所攜帶的信息，按時間序列逐點成像，顯像管上成像。
2、特點：
⑴ 圖象立體感強、可觀察一定厚度的樣
⑵ 樣品製備簡單，可觀察較大的樣
⑶ 解析度較高，30~40Å
⑷ 倍率連續可變，從4倍~~15萬
⑸ 可配附件，進行微區的定量、定性分析
3、觀察對象：
主要用於觀察樣品的表面形貌、割裂面結構，管腔內表面的結構等
二、環境掃描電鏡（ESEM）
1、特點：
① 多種真空狀態：高、低、超低真空
1Torr（乇）=1mmHg柱壓力=1/760標準大氣壓=133.3Pa
粗真空：760~10乇
低氣壓空間 低真空：10~10-3乇
高真空：10-3~10-8乇
超高真空：10-8乇以下
多種真空條件下可得SEI像、BEI像，且d =4nm
② 樣品室可充氣體:水氣、氮氣
③ 動態分析：樣品溫度從-185℃ ~1000℃
④ 制樣簡單：樣品無須鍍膜、脫水、乾燥等處理
真正的「環境」條件，可直接觀察含水、含油樣品
2、缺點：
造價太高 $30萬，Philips（FEI），解析度仍不很高
3、觀察對象：
活體生物、真菌、細菌、人工培養細胞等（含液體［水或油等］、以及不適合進行常規固定、脫水、乾燥等處理的樣品）如：ESEM最適宜觀察培養基上人工培養細胞的表面微觀結構。
三、低壓掃描電鏡（LVSEM: low voltage）
1、類型：
⑴ 高分辨型低壓掃描電鏡
⑵ 新型「減速」低壓掃描電鏡
2、特點
⑴ 加速電壓降低，增強反差
⑵ 試樣不易發生充放電效應，
⑶ Hv=2－3Kv時也可獲得1nm的解析度
3、觀察對象：
可觀察絕緣物質、生物樣品、半導體材料
四、場發射電子槍SEM
場發射電子槍SEM優點:
⑴ 場發射電子槍具有亮度高、能量分散少，陰極源尺寸小等優點， 其解析度已達到0.3-0.4nm。
⑵ 可在低加速電壓下進行高解析度觀察，因此可以直接觀察絕緣體而不發生充、放電現象。
五、生物用SEM
優點：
裝備有冰凍、冷熱樣品臺，可把含水生物樣品迅速冷凍並對冰凍樣品進行觀察，可以減少化學處理引起的人為變化，使觀察樣品更接近於自然狀態。
若要觀察內部結構，還可用冷刀把樣品進行切開，加溫使冰升華，並在其上噴鍍一層金屬再進行觀察，所有這些過程都在SEM中不破壞真空的狀態下進行。
六、掃描電－聲電鏡 SEAM
（ScanningElectron Acoustic Microscope）
成像原理基於樣品微熱學和彈性性質的變化建立圖像的，優點如下：
(一) 優點：
1. 電子束斑直徑小10nm，解析度高
2. 能交換顯示同一樣品的二次電子像和掃描電－－聲像。
3. 能顯示樣品表面和亞表面不同層次的圖像，並且不破壞成像的剖面。
4. 節省費用，對現有的SEM稍加改裝即可一機兩用
比較振幅和相位的成像結果，可以區別表面和亞表面的結構差異。
（二）掃描電－聲顯微鏡的成像原理
(三) SEAM觀察的對象：
可以顯示樣品表面或表面下不同層次的微觀熱性質的差異，適宜檢測有晶格結構或有分層結構的金屬、陶瓷、半導體材料、有機介質等樣品，進行生物樣品表面和亞表面分析，進行晶體界面分析和亞表面無損分析。
如：生物組織、大分子結構的分層研究和檢測，組織損傷研究等。
三、掃描透射式電鏡（STEM）
工作原理介於TEM與SEM之間，兼顧SEM及TEM的優點、功能更強大、又彌補各自的缺點。
（一） 類型
1. 超高真空的場發射式STEM
使用場發射電子槍，單晶鎢針尖燈絲，可以獲得很高的亮度10－8－10－10A/cm2立體弧度，解析度0.3-0.5nm，真空度10－10torr，價格極高。
2.附件型STEM
附件附加在TEM或SEM上，解析度較低，TEM電鏡附件型解析度1－1.5nm; SEM電鏡附件型解析度4－6nm,附件型STEM主要用於X－ray能譜、波譜分析或電子損失譜分析，用以觀察元素分布圖
（二）、特點
⑴兼顧SEM及TEM的特點、功能強大、但造價高
⑵解析度不如TEM高,高分辨型0.3~0.5nm;附件型 1~1.5nm
⑶在200KV以上且超高真空時，照射面積小，熱損傷和輻射損傷小、汙染小，可以觀察到鈾和釷原子像
⑷能過檢測到掃描透射電子、透射電子和散射電子，並可同時觀察明場和暗場，可進行適當的處理和比較，獲取更多超微結構信息
⑸ 可觀察較厚樣品(0.2~0.4µm)和低反差樣品，圖像的反差和亮度易調節，切片可以不染色
⑹顯像方式：螢光板、顯像管
（三）、觀察對象：
觀察樣品表面、內部，獲取樣品的明場及暗場圖像
四、分析類電鏡
分析電鏡是利用電子束（射線）轟擊樣品所產生的X射線或俄歇電子等信號對樣品元素進行分析的一類電鏡。
其基本特點：
能在觀察超微結構的同時，對樣品中一個極微小的區域進行化學分析，從而在超微結構水平上測定各種細胞結構的化學成分及其變化規律。
（一） 分析電鏡的類型
（1）分析TEM：
也稱生物分析電鏡（BATEM:biologic analysis ）TEM+EDS（or：WDS），解析度高d =1.5 Å 、分析性能好。目前很多100KV和 200KV TEM都可以裝上X射線檢測附件，進行樣品的元素分析。
（2）分析SEM：
在SEM上配備X射線能譜儀（或波譜儀）後，便可兼有電子探針分析樣品化學成分的功能。
（3）掃描俄歇電鏡：
把SEM與俄歇電子能量分析儀相結合，即成為掃描俄歇電鏡，它能對樣品表面進行微區元素分析，是一種表面微觀分析電鏡。
（二）分析電鏡的原理
AEM: analysis electron microscope )
連續X-ray 背底扣除
能量：Z 特徵X-ray的能量
特徵X-ray
波長： Z 特徵X-ray的波長
1、波譜儀（WDS）
Wavelength-disperse spectrometer
微區定量分析，4Be 92U 慢20~60分，靈敏度高
2、能譜儀（EDS）
Energy- disperse spectrometer
微區定性分析，11Na 92U 快2~3分，靈敏度低
波長與能量之間的關係：
特徵X射線的波長與加速電壓無關係，只與樣品的種類有關係。
分析電鏡中X射線顯微分析的理論依據：
特徵X-ray的波長和能量隨樣品中各元素的不同而異 ，可用於定量、定性分析Z↗激發的特徵X-ray能量E↗波長↘
即：只要是同一種原子，不論其所處的物理或化學狀態如何，它們所發出的特徵X射線均應具有相同的波長或能量。
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