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掃描電鏡廠家的掃描電鏡電子槍發射出來的電子束，在加速電壓的作用下，經過電磁透鏡系統匯聚，形成一個細的電子束斑聚焦在樣品表面，末級透鏡上裝有的掃描線圈可控制電子束在樣品表面掃描。
同時高能電子束作用在樣品表面會激發出各種信號，主要包括：二次電子、背散射電子、吸收電子、X射線、俄歇電子、陰極熒光和透射電子等，這些信號被相應的接收器接收，經放大后送到顯像管的柵極上，調制顯像管的亮度，電子束打到樣品上一點，在顯像管熒光屏上就出現一個亮點，掃描電鏡就是這樣采用逐點成像的方法，把樣品表面不同的特征，按順序成比例地轉換為視頻信號，從而使我們在熒光屏上觀察到樣品表面的各種特征圖像。
掃描電鏡可以觀察單個原子在物質表面的狀態和與表面電子行為有關的物理、化學性質，在表面科學，材料科學、生命科學、藥學化學納米技術等研究領域有廣闊的應用前景，但STM要求樣品表面與針尖具有導電性，這也是STM在應用方面的局限所在。
在進行掃描電鏡觀察前，要對樣品作相應的處理。掃描電鏡樣品制備的主要要求是：盡可能使樣品的表面結構保存好，沒有變形和污染，樣品干燥并且有良好導電性能。
用掃描電鏡觀察的部位常常是樣品的表面，即組織的游離面。由于樣品取自活體組織，其表面常有血液、組織液或粘液附著，這會遮蓋樣品的表面結構，影響觀察。因此，在樣品固定之前，要將這些附著物清洗干凈。
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