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掃描電子顯微鏡(SEM)是一種介于透射電子顯微鏡與光學顯微鏡之間的一種觀察手段。它是運用聚焦十分窄的高能電子束來掃描樣品，通過光束合物質間的相互作用，來激發各種物理信息，對這些信息收集、放大還有再成像為了達到對物質微觀形貌表征的目的。新式的掃描電子顯微鏡的分辨率能夠達到1nm；放大倍數能夠達到三十萬倍或者以上連續可調；并且景深大，視野大，成像立體效果好。除此之外，掃描電子顯微鏡與其他分析儀器相結合，能夠做到觀察微觀形貌的同時進行物質微區成分分析。掃描電子顯微鏡在巖土、石墨、陶瓷以及納米材料等的研究上有普遍的使用。所以掃描電子顯微鏡在科學研究領域具有大的作用。
掃描電子顯微鏡是運用材料表面微區的特征（如形貌、原子序數、化學成分或者晶體結構等）的差異，在電子束作用下通過試樣不同區域產生不同的亮度差異，從而獲得具有一定襯度的圖像。成像信號是二次電子、背散射電子或者吸收電子，此中二次電子是主要的成像信號。高能電子束轟擊樣品表面，激發出樣品表面的各種物理信號，再利用不同的信號探測器接受物理信號轉換成圖像信息。
掃描電子顯微鏡除了可以測試二次電子圖像之外，還可以測試背散射電子、透射電子、特征x射線以及陰極發光等信號圖像。它的成像原理和二次電子像一樣。在進行掃描電子顯微鏡觀察之前，要對樣品作相應的處理。
掃描電子顯微鏡對樣品的要求：
首先第一點，不會被電子束分解；
其次第二點，在電子束掃描下熱穩定性要好；
第三點，可以提供導電還有導熱通道；
第四點，大小和厚度要適合使用于樣品臺的安裝；
第五點，觀察面應該清潔并且無污染物；
第六點，進行微區成分分析的表面應該平整；
最后第七點，磁性試樣要預先去磁，是為了避免觀察的時候電子束受到磁場的影響。
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