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掃描電鏡（ScanningElectronMicroscope,簡寫為SEM）是一個復雜的系統，濃縮了電子光學技術、真空技術、精細機械結構以及現代計算機控制技術。掃描電鏡主要是針對具有高低差較大、粗糙不平的厚塊試樣進行觀察，因而在設計上突出了景深效果，一般用來分析斷口以及未經人工處理的自然表面。

工作原理：  

掃描電鏡電子槍發射出來的電子束，在加速電壓的作用下，經過電磁透鏡系統匯聚，形成一個細的電子束斑聚焦在樣品表面，末級透鏡上裝有的掃描線圈可控制電子束在樣品表面掃描，同時高能電子束作用在樣品表面會激發出各種信號，主要包括：二次電子、背散射電子、吸收電子、X射線、俄歇電子、陰極熒光和透射電子等，這些信號被相應的接收器接收，經放大后送到顯像管的柵極上，調制顯像管的亮度，電子束打到樣品上一點，在顯像管熒光屏上就出現一個亮點，掃描電鏡就是這樣采用逐點成像的方法，把樣品表面不同的特征，按順序成比例地轉換為視頻信號，從而使我們在熒光屏上觀察到樣品表面的各種特征圖像。  
 

特點  

（1）能夠直接觀察樣品表面的結構，樣品的尺寸可大至120mm*80mm*50mm。  

（2）樣品的制備過程簡單，不用切成薄片。  

（3）樣品可以在樣品室中作三維空間的平移和旋轉，因此可以從各種角度對樣品進行觀察。  

（4）景深大，圖像富有立體感，可直接觀察各種試樣凹凸不平表面的細微結構。掃描電鏡的景深較光學顯微鏡大幾百倍，比透射電鏡大幾十倍。  

（5）圖像的放大范圍廣，分辨率也比較高。可放大十幾倍到幾十萬倍，它基本上包括了從放大鏡、光學顯微鏡直到透射電鏡的放大范圍。分辨率介于光學顯微鏡與透射電鏡之間，可達3nm。  

（6）電子束對樣品的損傷與污染程度較小。  

（7）能夠進行動態觀察（如動態拉伸、壓縮、彎曲、升降溫等）。  

（8）在觀察形貌的同時，還可利用從樣品發出的其他信號做微區成分及晶體學分析。