掃描電子顯微鏡（SEM）是一種介于透射電子顯微鏡和光學顯微鏡之間的一種觀察手段。其利用聚焦的很窄的高能電子束來掃描樣品，通過光束與物質間的相互作用，來激發(fā)各種物理信息，對這些信息收集、放大、再成像以達到對物質微觀形貌表征的目的。新式的掃描電子顯微鏡的分辨率可以達到1nm；放大倍數可以達到30萬倍及以上連續(xù)可調；并且景深大，視野大，植物半薄切片測試服務，成像立體效果好。此外，掃描電子顯微鏡和其他分析儀器相結合，可以做到觀察微觀形貌的同時進行物質微區(qū)成分分析。掃描電子顯微鏡在巖土、石墨、陶瓷及納米材料等的研究上有廣泛應用。因此掃描電子顯微鏡在科學研究領域具有重大作用。


掃描電子顯微鏡類型多樣，不同類型的掃描電子顯微鏡存在性能上的差異。根據電子種類可分為三種：場發(fā)射電子、鎢絲和六硼化鑭  。其中，場發(fā)射掃描電子顯微鏡根據光源性能可分為冷場發(fā)射掃描電子顯微鏡和熱場發(fā)射掃描電子顯微鏡。冷場發(fā)射掃描電子顯微鏡對真空條件要求高，束流不穩(wěn)定，發(fā)射體使用壽命短，需要定時對針尖進行清洗，僅局限于單一的圖像觀察，應用范圍有限；而熱場發(fā)射掃描電子顯微鏡不僅連續(xù)工作時間長，還能與多種附件搭配實現綜合分析。在地質領域中，我們不僅需要對樣品進行初步形貌觀察，還需要結合分析儀對樣品的其它性質進行分析，所以熱場發(fā)射掃描電子顯微鏡的應用更為廣泛。

電子能量損失光譜儀通常在光譜模式和圖像模式上操作，這樣就可以隔離或者排除特定的散射電子束。由于在許多圖像中，非彈性散射電子束包含了許多操作者不關心的信息，從而降低了有用信息的可觀測性。這樣，電子能量損失光譜學技術可以通過排除不需要的電子束有效提高亮場觀測圖像與暗場觀測圖像的對比度。

晶體結構可以通過高分辨率透射電子顯微鏡來研究，這種技術也被稱為相襯顯微技術。當使用場發(fā)射電子源的時候，觀測圖像通過由電子與樣品相互作用導致的電子波相位的差別重構得出。然而由于圖像還依賴于射在屏幕上的電子的數量，對相襯圖像的識別更加復雜。然而，這種成像方法的優(yōu)勢在于可以提供有關樣品的更多信息。

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