扫描电子显微镜（SEM, Scanning Electron Microscope）成像的原理，是通过聚焦电子束扫描样品表面并收集产生的各种信号来形成图像。它与光学显微镜不同，不依赖光线和玻璃透镜，而是使用电子束和电磁透镜系统，因此可以获得远高于光学显微镜的分辨率（可达纳米级甚至更精细）。

成像的基本过程如下：

1. 电子束发射

SEM 使用电子枪（如热发射或场发射电子枪）产生高速电子束，电子能量一般在 几百 eV 到几十 keV 范围。

2. 聚焦与扫描

电子束经过多个电磁透镜系统聚焦成一个非常细的电子束（通常直径<10 nm），并以光栅方式在样品表面进行逐点扫描（line by line）。

3. 与样品相互作用

电子束轰击样品表面，与样品原子发生多种相互作用，产生不同类型的信号：

二次电子（SE）：低能电子，反映样品的表面形貌信息常用的成像信号。

背散射电子（BSE）：能量较高，反映原子序数差异可用于成分对比成像。

X射线（EDS/EDX）：用于元素分析。

还有欧杰电子、阴极荧光等可选信号。

4. 信号收集与成像

探测器收集信号（如二次电子），并将信号强度转换为图像灰度，在显示器上重建成像。扫描过程与信号强度变化共同构成图像。

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