扫描电子显微镜（SEM）是一种高分辨率的显微镜，它使用电子束代替光束来成像样品表面。与传统的光学显微镜相比，SEM 具有更高的放大倍数和更好的图像清晰度，能够呈现出样品表面的微观结构和形貌，因此被广泛应用于材料科学、生物学、医学等领域的研究中。
SEM 的工作原理是：通过加速电子来形成高能电子束，该束从电子枪中发射出来，经过聚焦之后照射到样品表面，样品吸收电子能量并产生一系列相互作用，包括散射、透射、反射等。SEM 中的探针探测这些相互作用并将它们转化为图像，从而呈现出样品表面的微观形貌。
SEM 可以成像各种不同类型的样品，包括固体、液体、纤维等。在材料科学中，SEM 被广泛应用于表征微观结构和形貌，如金属、聚合物、复合材料等的表面形貌和粗糙度、晶体结构、纳米结构等；在生物学和医学领域，SEM 被用于研究细胞、组织、器官等的形态和结构，如分析细胞表面结构、探究细胞内分子交互作用等。
SEM 的成像分辨率通常是几纳米到数十纳米，优于传统的光学显微镜。此外，SEM 还可以使用不同类型的检测器来获取不同类型的信息，如二次电子成像、背散射电子成像、光致发光成像等，从而更全面地了解样品的性质。
需要注意的是，SEM 的成像需要样品表面是导电性的，因为在高能电子束照射下，非导电性样品表面会吸收电荷，导致样品表面电位积累，产生静电效应，最终导致成像失真。因此，在 SEM 检测之前需要将非导电性样品进行特殊处理，如镀上一层导电性物质。
总的来说，SEM 是一种非常强大的工具，可以帮助科学家深入了解材料和生物的微观结构和形貌特征，有助于更好地理解它们的性质和行为，推动科学领域的发展。
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