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電子掃描電鏡（SEM），全稱掃描電子顯微鏡，是一種先進的微觀分析工具。其工作原理基于電子束與樣品表面的相互作用。當高能電子從電子槍發射，經過聚焦后形成細小的電子束，該電子束在樣品表面按順序逐行掃描。在掃描過程中，電子束與樣品相互作用，激發出二次電子、背散射電子等信號。這些信號被相應的探測器收集，并轉換成電信號，最終經過處理后形成高分辨率的圖像。
SEM的成像技術主要依賴于二次電子和背散射電子。二次電子主要用于顯示樣品的表面形貌，成像效果具有三維立體感，能夠清晰呈現樣品的微小結構。背散射電子則主要反映樣品的成分信息，原子序數越大的區域產生的背散射信號越強，因此可以觀察到不同元素之間的成分對比。此外，SEM還可以結合能量色散X射線（EDX）探測器進行元素成分分析。
在應用領域方面，SEM具有廣泛而深入的應用。在材料科學中，SEM可用于觀察材料的微觀結構和性能，如晶粒尺寸、位錯和相變機制等。在生物醫學領域，SEM能夠清晰地展示細胞的表面形態，如細胞膜的結構、微絨毛的分布等，為細胞學和組織學研究提供重要支持。此外，SEM還在半導體行業、地質學、考古學、刑事等多個領域發揮著不可替代的作用。
綜上所述，電子掃描電鏡作為一種強大的微觀分析工具，其工作原理基于電子束與樣品的相互作用，成像技術依賴于二次電子和背散射電子，應用領域廣泛且深入。隨著技術的不斷發展，SEM將在更多領域展現其的價值。
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