掃描電鏡的工作原理是用一束極細的電子束掃描樣品，在樣品表面激發(fā)出次級電子，次級電子的多少與電子束入射角有關(guān)，也就是說(shuō)與樣品的表面結構有關(guān)，次級電子由探測體收集，并在那里被閃爍器轉變?yōu)楣庑盘?，再?jīng)光電倍增管和放大器轉變?yōu)殡娦盘杹?lái)控制熒光屏上電子束的強度，顯示出與電子束同步的掃描圖像。圖像為立體形象，反映了標本的表面結構。為使標本表面發(fā)射出次級電子，標本在固定、脫水后，要噴涂上一層重金屬微粒，重金屬在電子束的轟擊下發(fā)出次級電子信號。
掃描電鏡的制造是依據電子與物質(zhì)的相互作用。當一束高能的入射電子轟擊物質(zhì)表面時(shí)，被激發(fā)的區域將產(chǎn)生二次電子、俄歇電子、特征X射線(xiàn)和連續譜X射線(xiàn)、背散射電子、透射電子，以及在可見(jiàn)、紫外、紅外光區域產(chǎn)生的電磁輻射。同時(shí)也可產(chǎn)生電子-空穴對、晶格振動(dòng)（聲子)、電子振蕩（等離子體）。
原則上講，利用電子和物質(zhì)的相互作用，可以獲取被測樣品本身的各種物理、化學(xué)性質(zhì)的信息，如形貌、組成、晶體結構、電子結構和內部電場(chǎng)或磁場(chǎng)等等。掃描電鏡正是根據上述不同信息產(chǎn)生的機理，采用不同的信息檢測器，使選擇檢測得以實(shí)現。如對二次電子、背散射電子的采集，可得到有關(guān)物質(zhì)微觀(guān)形貌的信息；對x射線(xiàn)的采集，可得到物質(zhì)化學(xué)成分的信息。正因如此，根據不同需求，可制造出功能配置不同的掃描電鏡。
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