การส่องกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน

การสแกนกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน (SEM) ใช้ลำแสงอิเล็กตรอนที่มีกำลังค่อนข้างต่ำสำหรับการถ่ายภาพและการโต้ตอบกับตัวอย่าง เครื่องตรวจจับอิเล็กตรอนจะระบุอิเล็กตรอนตัวที่สองที่พื้นผิวและอิเล็กตรอนที่กระจายอยู่ในบริเวณที่ลึกกว่า อิเล็กตรอนตัวที่สองเกิดจากปฏิกิริยาที่ไม่ยืดหยุ่นระหว่างลำแสงอิเล็กตรอนและอะตอมของตัวอย่าง อิเล็กตรอนที่กระจายตัวจะถูกสร้างขึ้นหลังจากการมีปฏิสัมพันธ์ที่ยืดหยุ่นระหว่างลำแสงอิเล็กตรอนและตัวอย่าง SEM ต้องการการเตรียมตัวอย่างน้อยถึงไม่มีและมีความเร็วและเข้มงวดน้อยกว่ากล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนชนิดอื่นๆ ตัวอย่างขนาดใหญ่ (~ 200 มิลลิเมตร) สามารถถ่ายภาพได้โดยตรงหลังจากติดตั้งกับตัวยึดหรือขั้ว SEM มักใช้สเปกโตรสโกปีแบบเอ็กซเรย์กระจายพลังงาน (EDS หรือ EDX) เพื่อแมปการกระจายขององค์ประกอบภายในตัวอย่าง กระแสไฟฟ้าที่เกิดจากลำแสงอิเล็กตรอน (EBIC) และ cathodoluminescence (CL) เป็นวิธีการอื่นๆในการวิเคราะห์ภาพที่มีคุณภาพสูงและคุณสมบัติ optoelectronic ของตัวอย่าง

กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน (TEM) ของระบบส่งกำลังจะใช้ลำแสงอิเล็กตรอนพลังงานสูงในการส่งอิเล็กตรอนผ่านตัวอย่างเพื่อสร้างภาพ 2 มิติที่ความละเอียดสูงสุดเท่าที่จะเป็นไปได้ วัสดุนาโนสามารถวิเคราะห์ผ่าน TEM เพื่อเปิดเผยโครงสร้างและข้อมูลองค์ประกอบในระดับอะตอม การเลือกตัวจับยึดตัวอย่างที่เหมาะสม (TEM grid) สำหรับวัสดุนาโนชนิดต่างๆเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องได้รับข้อมูลที่มีรายละเอียดมากที่สุด เมื่อตัวอย่างมีความหนามากเกินไปจะต้องทำให้อิเล็กตรอนมีความบางมากพอที่จะเดินทางผ่านได้โดยหลักการแล้วควรจะเป็น 100 นาโนเมตรหรือน้อยกว่า จากนั้นตัวอย่าง TEM เหล่านี้จะถูกติดตั้งลงบนกริด TEM และศึกษาภายใต้สภาวะสุญญากาศที่สูงมากพร้อมลำแสงอิเล็กตรอนที่มีโฟกัสและเข้มข้น TEM ใช้การกระจายของอิเล็กตรอนในพื้นที่ที่เลือก (SAD) ที่ผ่านตัวอย่างเพื่อให้ข้อมูลเกี่ยวกับวัสดุตัวอย่างที่เป็นผลึก สเปกโตรสโกปีการสูญเสียพลังงานอิเล็กตรอน (Eels) และสเปกโตรสโกปี X-ray แบบกระจายพลังงาน (EDX) เป็นวิธีการวิเคราะห์เพื่อวัดองค์ประกอบอะตอมพันธะเคมีคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์และความหนาของวัสดุในท้องถิ่น 

การสแกนด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน (STEM) จะสแกนลำแสงอิเล็กตรอนที่โฟกัส (ที่มีขนาดลำแสงปกติ 0.05 - 0.2 nm) เหนือตัวอย่างเพื่อให้การสร้างภาพและการทำแผนที่สเปกโตรสโคปเสร็จสมบูรณ์พร้อมกันทำให้สามารถเชื่อมโยงข้อมูลเชิงพื้นที่และข้อมูลสเปกโตรสโคปได้โดยตรง