掃描電鏡是利用二次電子信號成像來觀察樣品的表面形態(tài)。掃描電鏡是介于透射電鏡和光學(xué)顯微鏡之間的一種微觀形貌觀察手段，可直接利用樣品表面材料的物質(zhì)性能進行微觀成像。

從原理上講，掃描電鏡是利用聚焦的非常細(xì)的高能電子束在試樣上掃描，激發(fā)出各種物理信息。通過對這些信息的接受、放大和顯示成像，獲得測試試樣表面形貌的觀察。sem掃描電鏡可以直接觀察納米材料，進行材料斷口的分析，也可以直接觀察原始表面等。

掃描電鏡利用電子和物質(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(能譜EDS)，可得到物質(zhì)化學(xué)成分的信息。

sem掃描電鏡利用電子隧道現(xiàn)象，將樣品本身作為一個電極，另個電極是一根非常尖銳的探針，把探針移近樣品，并在兩者之間加上電壓，當(dāng)探針和樣品表面相距很短，由于隧道效應(yīng)在探針與樣品表面之間就會產(chǎn)生隧道電流并保持不受；若表面有微小起伏，哪怕只有原子大小的起伏，也將使穿透電流發(fā)生成千上萬倍的變化。

掃描顯微鏡可以觀察單個原子在物質(zhì)表面的狀態(tài)和與表面電子行為有關(guān)的物理、化學(xué)性質(zhì)，在表面科學(xué)，材料科學(xué)、生命科學(xué)、藥學(xué)化學(xué)納米技術(shù)等研究領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。