掃描電鏡原理/掃描式電子顯微鏡原理
掃描式電子顯微鏡是利用電子束作為激發源，利用電子束撞擊樣品的表面，產生各種訊號來進行影像觀察、成分分析等各種工作。當電子束撞擊樣品時會產生二次電子與背散電子，由於二次電子能量很低，只有50eV左右，因此只有樣品表面約5~10nm範圍所產生的訊號能夠逃離樣品表面，而被二次電子偵測器偵測到。因此二次電子訊號可以做為樣品表面立體凹凸影像觀察的來源。而電子束的斑點很小，可到達奈米級別，因此掃描電子顯微鏡的解析度可以達到奈米級別以上。
掃描式電子顯微鏡的訊號源與偵測訊號，是電子、二次電子、被散電子等訊號。這電子訊號在傳輸的過程中不能有其他介質的干擾，所以掃描式電子顯微鏡必須在真空環境下才能工作。掃描電子顯微鏡的主要組成單元包括：電子槍與電子光學系統、真空系統、樣品倉、防震與控制系統、電腦、工作檯等。另外還可以搭配EDS能譜、WDS波譜等配件，進行成分分析的定性與定量工作。下面以簡單的圖溫說明來介紹掃描電子顯微鏡的原理與儀器構造。
掃描電鏡的電子光學構造圖
電子束與樣品作用產生的訊號
上圖掃描電子顯微鏡與光學顯微鏡的構造比較，掃描電鏡是以電子作為訊號源，來觀察電子撞擊樣品後所產生的電子訊號。因此主要構造包括訊號源、電子光學系統、電子偵測器、樣品台等幾個主要結構。
當電子束擊中樣品時，根據訊號產生的深度分別為：俄歇电子、二次電子 (5~10nm)、背散射電子(50~200nm)、透射電子。掃描電子顯微鏡的訊號來源為：二次電子與背散射電子。訊號產生深度越浅，成像分辨率越好。
二次電子與背散射電子
二次電子如何成像？
入射電子擊中原子核外層的電子，將其擊飛，被擊飛的電子稱為“二次電子”。入射電子擊中原子核而被反彈出來，稱為“背散電子”。二次電子能量很低，只有50eV，因此只有樣品表面5~10nm深度範圍所產生的訊號能被偵測。背散電子則為50~200nm。
樣品表面傾斜角度越高，能產生越多二次電子訊號。利用二次電子訊號強度就能將樣品表面的形貌精確成像。成像過程是逐點偵測，再由點構成線，由線構成面。經由點-線-面逐步掃描而成像，因此稱為掃描電鏡。
背散電子成像原理
掃描電鏡儀器基本構造
影響背散電子強度與角度的主要因素有：樣品原子序大小、樣品表面傾斜角、樣品晶體結晶取向等。因此，背散電子影像圖所呈現的是綜合所有影響因素所造成之複雜結果，而非單純的立體結構形貌圖。。
掃描電鏡儀器基本構造包括：電子光學系統、樣品艙、防震與電子控制系統、真空系統、電腦、工作台。
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