透過型電子顕微鏡とは？初心者向けにやさしく解説する基本ガイド共起語・同意語・対義語も併せて解説！

この記事を書いた人

高岡智則

年齢：33歳性別：男性職業：Webディレクター（兼ライティング・SNS運用担当）居住地：東京都杉並区・永福町の1LDKマンション出身地：神奈川県川崎市身長：176cm 体系：細身〜普通（最近ちょっとお腹が気になる）血液型：A型誕生日：1992年11月20日最終学歴：明治大学・情報コミュニケーション学部卒通勤：京王井の頭線で渋谷まで（通勤20分）家族構成：一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹恋愛事情：独身。彼女は2年いない（本人は「忙しいだけ」と言い張る）

透過型電子顕微鏡とは？

透過型電子顕微鏡（TEM）は、非常に小さなものを拡大して観察できる道具です。光の顕微鏡では見えない細かな構造を、電子の力で映し出します。TEMが使われる場面は、生物の細胞の内部構造の研究、金属や半導体の材料研究、ナノ材料の観察など、多岐にわたります。

仕組みと基本構成

TEMの「原理」は、電子を発生させて試料に向けて照射し、試料を透過した電子をレンズで集めて像を作ることです。TEMには以下の部品があります: 電子銃、コンデンサーレンズ、対物レンズ、投影レンズ、真空チャンバー、試料ステージ、そして画像を捉える検出系。これらはすべて高真空の中で動作します。

TEMと光学顕微鏡の違い

TEMは、数万倍〜数百万倍の解像度を持つことが多く、原子レベルの細部まで見える場合があります。一方、光学顕微鏡は、波長が長い光を使うため見える情報が限られ、通常は細胞の全体像や組織の構造を観察します。TEMを使うには、試料を薄く切断したり金属でコーティングしたりする前処理が必要です。これにより電子が試料を透過しやすくなります。

試料の準備と観察の流れ

TEM用の試料は薄く加工し、特殊な固定・脱水・乾燥を経て、真空状態に耐えられる形にします。観察前には、試料を適切な位置に固定し、電子線のエネルギーをコントロールするための設定を行います。準備には時間と専門知識が必要で、専門の設備が求められます。

用途の実例と学べること

TEMは材料科学での欠陥観察、半導体デバイスの微細構造解析、生物学の細胞内構造の研究など、さまざまな場面で活躍します。結晶の配列、界面の性質、粒子の形状などを高解像度で見ることで、新しい材料開発や病気の原因解明につながる知見が得られます。

比較表

特徴	TEM	光学顕微鏡
原理	電子を使って像を作る	光を使って像を作る
分解能の目安	数十ピコメートル〜数ナノメートル	数百ナノメートル程度
試料の厚さ	非常に薄い膜状	生きた試料も観察可能な場合が多い
真空の必要性	必要	不要な場合が多い

まとめ

透過型電子顕微鏡は、私たちの目には見えない世界を映し出す強力な道具です。正しい前処理と操作技術があれば、物質の内部構造や生体の微細な特徴を詳しく観察できます。実験や研究の現場では、欠かせない重要な道具のひとつです。

透過型電子顕微鏡の同意語

透過型電子顕微鏡: 電子を透過させて標本の薄片を観察する高解像度の顕微鏡。電子ビームが標本を透過した際に生じる透過像を検出して像を作る。主に材料科学や生物学などで微細構造の観察に使われる。
透過電子顕微鏡: 透過型電子顕微鏡と同義の表現。薄片にした試料を電子が透過する際の像を用いて高倍率・高解像度で観察する装置。
TEM: 英語の頭字語『Transmission Electron Microscope』の略称。日本語の文章や文献でも広く TEM として使われ、透過型電子顕微鏡を指す。
トランスミッション電子顕微鏡: 英語の 'transmission' をカタカナ表記にした表現。透過型電子顕微鏡の別表現として用いられることがあるが、一般的には TEM が多く使われる。
トランスミッション型電子顕微鏡: 『トランスミッション電子顕微鏡』と同様の意味。文献によってはこの表現を用いることがあるが、日常的には『透過型電子顕微鏡』と同義とされることが多い。

透過型電子顕微鏡の対義語・反対語

反射型電子顕微鏡: 透過ではなく、試料表面で反射・散乱した電子を用いて像を作る電子顕微鏡。表面の形状・微細構造の観察に適している。
走査型電子顕微鏡（SEM）: 電子ビームを試料表面上で走査し、二次電子・反射電子を検出して像を作る。表面の模様・質感を高解像で観察でき、透過像は得られない。
光学顕微鏡: 可視光を用いて標本を観察する顕微鏡。電子顕微鏡とは原理が異なるため、観察対象や解像度の違いがある。
非透過型電子顕微鏡: 透過できない厚みの試料を対象とする電子顕微鏡の総称。TEMと対照的に、厚さや透過性の観点で使われる表現。