掃描電鏡的工作原理是用一束極細(xì)的電子束掃描樣品,在樣品表面激發(fā)出次級電子,次級電子的多少與電子束入射角有關(guān),也就是說與樣品的表面結(jié)構(gòu)有關(guān),次級電子由探測體收集,并在那里被閃爍器轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?,再?jīng)光電倍增管和放大器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘杹砜刂茻晒馄辽想娮邮膹姸龋@示出與電子束同步的掃描圖像。圖像為立體形象,反映了標(biāo)本的表面結(jié)構(gòu)。為使標(biāo)本表面發(fā)射出次級電子,標(biāo)本在固定、脫水后,要噴涂上一層重金屬微粒,重金屬在電子束的轟擊下發(fā)出次級電子信號。
掃描電鏡的制造是依據(jù)電子與物質(zhì)的相互作用。當(dāng)一束高能的入射電子轟擊物質(zhì)表面時,被激發(fā)的區(qū)域?qū)a(chǎn)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(chǎn)生的電磁輻射。同時也可產(chǎn)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(zhì)的相互作用,可以獲取被測樣品本身的各種物理、化學(xué)性質(zhì)的信息,如形貌、組成、晶體結(jié)構(gòu)、電子結(jié)構(gòu)和內(nèi)部電場或磁場等等。掃描電鏡正是根據(jù)上述不同信息產(chǎn)生的機理,采用不同的信息檢測器,使選擇檢測得以實現(xiàn)。如對二次電子、背散射電子的采集,可得到有關(guān)物質(zhì)微觀形貌的信息;對x射線的采集,可得到物質(zhì)化學(xué)成分的信息。正因如此,根據(jù)不同需求,可制造出功能配置不同的掃描電鏡。