扫描电镜（SEM）的工作原理基于电子束与样品的相互作用，通过检测不同类型的信号来获取高分辨率的微观形貌图像。以下是核心要点：

电子束生成与聚焦

电子枪发射电子后，经电磁透镜系统聚焦成极细的电子束，扫描线圈控制其逐行扫描样品表面。电子束能量通常在0.1-30 kV之间。

电子与样品的相互作用

聚焦电子束轰击样品时，主要产生以下信号：

- 二次电子：

由样品表面原子激发产生，分辨率高（1-10 nm），反映形貌细节。 - 背散射电子：经原子弹性或非弹性散射后返回，用于分析晶体结构。 - X射线：特征X射线和连续谱X射线可揭示元素组成。 - 其他信号：包括俄歇电子、吸收电子、阴极发光等。

信号检测与图像形成

不同信号由专用探测器（如二次电子探测器、背散射电子探测器）收集，转换为电信号后经放大处理。这些信号同步调制显像管亮度，最终在荧光屏或数字探测器上形成与样品表面特征对应的图像。

成像优势

与传统光学显微镜相比，SEM分辨率更高（可达1 nm级别），且能观察非透明或高折射率样品，适用于材料科学、生物学、半导体等领域。

总结：

SEM通过电子束与样品的复杂相互作用，综合多种信号实现高分辨率形貌与成分分析，是现代微观研究的重要工具。