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SEM掃描電鏡利用電子束對樣品進行納米級分辨率的圖像分析。燈絲釋放出電子，形成平行的電子束。然后，電子束通過透鏡聚焦于樣品表面。可應用于微觀形貌、顆粒尺寸、微區組成、元素分布、元素價態和化學鍵、晶體結構、相組成、結構缺陷、晶界結構和組成等。
SEM掃描電鏡通過光柵掃描技術來產生標本的放大圖像。它引導聚焦的電子束穿過樣品的矩形區域，當電子束通過時會產生能量損失。該能量會被轉換成熱、光、二次電子等能量同時反向散射電子。此時通過軟件系統進行翻譯轉換后得到清晰的標本圖像信息。從成像原理分析，掃描電子顯微鏡的分辨率會比透射電子顯微鏡的分辨率稍差。但它的優勢在于可以利用表面處理，創建大樣本的圖像，尺寸可達幾厘米，并且具有較大的景深。
SEM掃描電鏡的優點：
1、有較高的放大倍數，20-20萬倍之間連續可調；
2、有很大的景深，視野大，成像富有立體感，可直接觀察各種試樣凹凸不平表面的細微結構；
3、試樣制備簡單。
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