掃描電鏡（Scanning Electron Microscope，簡稱SEM）是一種利用電子束來觀察物質微觀結構的**顯微鏡。通過掃描電子顯微鏡，科學家們可以揭示各種材料的表面形貌和成分，進一步研究材料的微觀結構和性質。

掃描電鏡的工作原理如下：首先，樣品被放置在一個真空室中，以防電子束與空氣分子相互作用而產生的散射。然后，掃描電子槍會發射出高能電子，電子束經過電子透鏡聚焦形成細絲狀束流，并通過掃描線圈掃描樣品表面。

當電子束與樣品表面相互作用時，會發生多種物理過程。其中*重要的是二次電子發射和背散射電子的產生。二次電子發射是指當電子束撞擊樣品表面時，會將一部分能量傳遞給表面原子，從而使表面原子產生電離。這些電離的原子會發射出次級電子，通過探測器捕捉并轉化成圖像信息。

由于電子束與樣品相互作用，背散射電子會從樣品內部散射出來。這些散射電子也會被探測器捕捉到，并轉換成圖像信息。通過收集并處理這些二次電子和背散射電子，我們可以獲得樣品表面的高分辨率圖像。這些圖像可以展示出樣品的微觀形貌、紋理、晶粒結構以及表面成分的分布情況。

相比傳統光學顯微鏡，掃描電子顯微鏡具有更高的分辨率和更大的深度。它可以觀察到納米級別的細節，使得我們能夠深入研究材料的微觀結構和表面形貌。掃描電子顯微鏡廣泛應用于材料科學、生物學、化學、電子工程等領域，為科研工作者提供了強有力的工具，推動了科學和技術的發展。

掃描電鏡通過利用電子束與樣品相互作用產生的二次電子和背散射電子來獲取樣品表面的高分辨率圖像。它的工作原理和特點使其成為研究和觀察微觀世界的重要工具，為科學家們提供了深入研究材料性質和結構的方式。