掃描電鏡廣泛應用于材料科學（金屬材料、非金屬材料、納米材料）、冶金、生物學、醫學、半導體材料與器件、地質勘探、病蟲害的防治、災害（火災、失效分析）鑒定、寶石鑒定、工業生產中的產品質量鑒定及生產工藝控制等。

掃描電鏡sem在材料科學、金屬材料、陶瓷材料半導體材料、化學材料等領域，進行材料的微觀形貌、組織、成分分析。各種材料的形貌組織觀察，材料斷口分析和失效分析，材料實時微區成分分析，元素定量、定性成分分析，快速的多元素面掃描和線掃描分布測量，晶體/晶粒的相鑒定，晶粒尺寸、形狀分析，晶體、晶粒取向測量。

掃描電鏡的工作原理為：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，使電子束激發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，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。根據探測器接收的電子信號的不同，掃描電鏡sem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。

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