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掃描電子顯微鏡的制造是依據(jù)電子與物質的相互作用。當一束高能的入射電子轟擊物質表面時，被激發(fā)的區(qū)域將產生二次電子、俄歇電子、特征x射線和連續(xù)譜X射線、背散射電子、透射電子，以及在可見、紫外、紅外光區(qū)域產生的電磁輻射。同時，也可產生電子-空穴對、晶格振動 (聲子)、電子振蕩 (等離子體)。原則上講，利用電子和物質的相互作用，可以獲取被測樣品本身的各種物理、化學性質的信息，如形貌、組成、晶體結構、電子結構和內部電場或磁場等等。
工作原理為：
在高真空的鏡筒中，由電子槍產生的電子束經電子會聚透鏡聚焦成細束后，在樣品表面逐點進行掃描轟擊，產生一系列電子信息（二次電子、背反射電子、透射電子、吸收電子等），由探測器將各種電子信號接收后經電子放大器放大后輸入由顯像管柵極控制的顯像管。
聚焦電子束對樣品表面掃描時，由于樣品不同部位表面的物理、化學性質、表面電位、所含元素成分及凹凸形貌不同，致使電子束激發(fā)出的電子信息各不相同，導致顯像管的電子束強度也隨著不斷變化，最終在顯像管熒光屏上可以獲得一幅與樣品表面結構相對應的圖像。根據(jù)探測器接收的電子信號的不同，可分別獲得樣品的背散射電子圖像、二次電子圖像、吸收電子圖像等。
掃描電鏡分辨率可達50~100Å，電子放大倍數(shù)可由十幾倍連續(xù)變化到幾十萬倍。因此可以對樣品的整個表面進行比較仔細的觀察。
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