臺式掃描電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope，SEM)是利用電子束來對材料進行表面形貌和成分分析的儀器。相比傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡，SEM具有更高的分辨率和更大的深度。主要分為四個部分：電子源、采樣槍、電磁透鏡系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)。
電子源產(chǎn)生高能電子束。電子源通常采用熱陰極或冷陰極發(fā)射電子。在SEM中，電子源通常是熱陰極電子槍，其通過加熱導(dǎo)致陰極表面發(fā)射高能電子。
電子束通過采樣槍。采樣槍是一個正電壓加速系統(tǒng)，用于將電子束加速到具有一定能量的狀態(tài)，通常是幾千伏到幾十千伏。
電子束通過電磁透鏡系統(tǒng)。電磁透鏡系統(tǒng)主要由兩個電磁透鏡組成：透鏡1和透鏡2。透鏡1是一個聚焦透鏡，將電子束聚焦為一個尖銳的束。透鏡2是一個掃描透鏡，它通過改變電子束的路徑，使其掃描樣品表面。透鏡2還可以調(diào)整電子束的聚焦大小和掃描速度。
電子束與樣品的相互作用被檢測系統(tǒng)記錄。當(dāng)電子束撞擊樣品表面時，會發(fā)生多種相互作用，如彈性散射、散射和透射等。檢測系統(tǒng)主要包括兩部分：信號探測器和顯像系統(tǒng)。信號探測器可以檢測不同種類的信號，并將其轉(zhuǎn)換成電信號。顯像系統(tǒng)將電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并用來生成圖像。
臺式掃描電子顯微鏡的應(yīng)用領(lǐng)域包括：
1.用于材料的表面形貌觀察和分析，如金屬、陶瓷、聚合物等材料的表面缺陷、晶體結(jié)構(gòu)、納米級顆粒等。
2.在生物學(xué)研究中，可以觀察生物樣品的表面結(jié)構(gòu)，例如細胞、細菌、病毒、植物和動物組織的形態(tài)結(jié)構(gòu)，從而研究細胞組織的生理功能和病理變化。
3.可以研究巖石、礦石和礦物的微觀結(jié)構(gòu)，分析其成分和晶體結(jié)構(gòu)，幫助了解地球內(nèi)部和地質(zhì)過程。
4.可以觀察和研究納米級材料、納米顆粒和納米結(jié)構(gòu)的形貌和特性，對納米技術(shù)的研究和應(yīng)用具有重要意義。
5.在制造業(yè)中，可以用于質(zhì)量控制、表面缺陷分析和產(chǎn)品性能評價，例如電子元器件、機械零件、金屬合金等的表面形態(tài)和微觀結(jié)構(gòu)分析。
