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扫描电镜主要应用于对样品微区形貌，结构与组成进行观察与分析。它以分辨率高，景深好和操作简单而被广泛应用与材料学，物理学，化学，生物学，考古学，地矿学和微电子工业
扫描电镜是介于透射电镜和光学显微镜之间的一种微观形貌观察手段，利用极狭窄的电子束去扫描样品，通过电子束与样品的相互作用产生各种效应从而微观成像，其成像富有立体感，利用扫描电镜我们可直接观察各种样品表面的细微结构。
扫描电镜在生物医学领域有广泛的应用，主要应用于细胞或组织样本表面超微结构的观察分析，例如细胞表面结构，气管，肠道，皮肤、纳米药物、生物医学材料、细菌、真菌等。
扫描电镜能分析矿物表面形貌，组织和组成。通过扫描电镜（SEM）观测矿物微区变化能为矿物成岩环境与历史演化分析提供证据；能观测粘士矿物形态，分布，性质与共生组合等特征，为粘土矿物成因与地球化学背景分析奠定基础；能分析储集岩矿物组成，结构构造，孔隙类型与成因等特征，并为储层优劣评价提供参考。
扫描电镜可用于观察生物的精细结构及复杂的立体表面形态。它可对藻类、花粉表面沟纹的精细结构，癌细胞的表面变化，细胞、细菌在生命周期中的表面变化进行观察。此外，扫描电镜与现代冷冻技术的结合（通过样品冷冻断裂暴露不同层面，如膜之间，细胞之间和细胞器之间的结构）可以获得生物样品完整的剖面，对研究一些生物样品的内部结构提供了支持
扫描电镜的工作原理 在高压作用下，由于热阴极发射出的电子经阴极、栅极、阳极之间的电场聚焦、加速，在栅极与阳极之间形成一个具有很高能量的电子束斑，称之为电子源。这个电子束斑再经聚光镜压缩，会聚成极细的电子束并聚焦在样品表面上，这个高能量细聚焦的电子束在扫描线圈的作用下，在样品表面上进行扫描，与样品相互作用，激发出各种物理信号。各种物理信号的强度与样品的表面特征相关，可以用相应的探测器分别对其检测、放大、成像，用于各种微观分析。扫描电子显微镜主要收集的信号是二次电子和倍射电子。
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