在納米科學與材料表征領域，掃描電鏡憑借其納米級分辨率與多模式成像能力成為核心工具。不同工作模式因信號特性與適用場景差異，在科研及工業檢測中呈現不同的使用頻率，其中二次電子成像與背散射電子成像因基礎性與通用性成為Z常用的模式。

二次電子成像：表面形貌分析的核心模式

二次電子成像通過探測樣品表面5-10nm深度逸出的低能電子（＜50eV），實現亞納米級表面形貌可視化。該模式對樣品表面凹凸、臺階、顆粒等細節高度敏感，景深可達光學顯微鏡的300倍，適用于金屬斷口裂紋分析、陶瓷表面粗糙度評估、半導體器件微區形貌觀測等場景。在材料失效分析中，二次電子模式可清晰呈現疲勞裂紋擴展路徑與韌窩結構；在生物醫學領域，配合低真空模式可直接觀測未鍍金的植物細胞壁三維結構，避免導電涂層對原始形貌的掩蓋。其高分辨率與立體感強的特點，使其在納米材料形貌表征、薄膜表面缺陷檢測等場景中占據主導地位。

背散射電子成像：成分與相分布的直觀展示

背散射電子成像通過探測高能電子（＞50eV）的反射信號，反映樣品原子序數差異與成分分布。該模式對重元素敏感度高，可清晰區分合金中的不同相、礦物中的礦物種類及半導體中的摻雜區域。在金屬相分析中，背散射模式可快速識別馬氏體、奧氏體等相的分布；在地質勘探中，通過背散射信號強度差異可識別石英、長石等礦物；在硅晶圓檢測中，可觀測到摻雜區域的成分梯度。其與二次電子模式的聯用，可同時獲取形貌與成分信息，在復合材料界面分析、涂層厚度評估等場景中具有不可替代性。

環境掃描電鏡：非導電與含水樣品的突破性方案

環境掃描電鏡通過差分抽氣系統維持樣品室濕度或氣壓，支持非導電樣品（如聚合物、生物組織）及含水樣品（如細胞、食品）的原位觀測。該模式無需噴金處理，避免導電涂層對樣品結構的改變，適用于生物細胞動態過程監測、藥物緩釋行為研究、金屬腐蝕原位觀測等場景。在材料科學中，環境模式可實現高溫合金相變過程的實時追蹤；在食品科學中，可觀測到淀粉顆粒在濕潤環境中的膨脹行為。其動態觀測能力，拓展了SEM掃描電鏡在原位表征領域的應用邊界。

擴展模式：功能化需求的**適配

隨著技術發展，掃描電鏡衍生出多種功能化模式：

能譜分析（EDS）：通過探測特征X射線實現元素定量分析，適用于金屬腐蝕產物成分測定、礦物元素分布研究等；

電子背散射衍射（EBSD）：通過衍射花樣分析晶體取向與相分布，在金屬織構控制、半導體晶圓缺陷檢測中不可或缺；

陰極熒光（CL）：通過探測樣品受激發射的光子，用于半導體發光性能評估、礦物發光性研究等。

總結：二次電子成像與背散射電子成像因其在表面形貌與成分分析中的基礎性與通用性，成為SEM掃描電鏡Z常用的工作模式。環境掃描電鏡通過支持非導電與含水樣品觀測，在生物醫學與動態過程研究中占據重要地位。擴展模式則通過功能化分析滿足特定場景的**需求。選擇模式時需綜合考慮樣品特性、研究目標及環境條件，以實現Z佳成像效果與數據可靠性。