掃描電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope, SEM)是一種利用高能電子束掃描樣品表面，通過收集激發(fā)的二次電子、背散射電子及特征X射線等信號，生成高分辨率微觀圖像的儀器。其工作原理可分為四步：
 

　　電子束發(fā)射：電子槍(如熱發(fā)射槍或場發(fā)射槍)產(chǎn)生高能電子束。
 

　　聚焦與掃描：電子束經(jīng)電磁透鏡聚焦至納米級(直徑約0.4-5nm)，通過掃描線圈在樣品表面按光柵式路徑逐點掃描。
 

　　信號激發(fā)：電子束與樣品相互作用，激發(fā)二次電子(反映表面形貌)、背散射電子(反映成分分布)和特征X射線(用于元素分析)。
 

　　信號檢測與成像：探測器收集信號，經(jīng)放大后調(diào)制顯像管亮度，形成與樣品表面特征對應(yīng)的圖像。
 

　　與光學(xué)顯微鏡相比，SEM分辨率高、景深大；與TEM相比，SEM樣品制備簡單，可直接觀察大塊樣品表面，但分辨率較低。場發(fā)射SEM(FE-SEM)因高亮度和穩(wěn)定性，在綜合分析中應(yīng)用更廣。
 

　　掃描電子顯微鏡憑借其高分辨率、大景深和多功能性，已成為材料科學(xué)、生物、半導(dǎo)體等領(lǐng)域理想的分析工具。隨著技術(shù)突破(如場發(fā)射電子槍、低真空環(huán)境)，其應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)展，并向智能化、原位分析方向發(fā)展，為微觀世界的研究提供了更強大的手段。