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扫描电镜（SEM）之所以必须在真空环境下工作，主要有以下几个原因：

1. 保证电子束传播稳定

电子束在空气中会与气体分子频繁碰撞，发生散射，导致束斑发散、聚焦不良，分辨率大幅下降。

在高真空下，电子可以自由传播，保持束斑精细，从而获得清晰的成像。

2. 避免信号干扰

空气分子被电子轰击后会产生杂散信号，影响探测器接收到的有效信息。

真空环境减少气体分子数量，使信号主要来自样品本身，提高成像和分析的准确性。

3. 防止电子枪损坏

大多数 SEM 使用热发射或场发射电子枪，要求高真空（10⁻⁵–10⁻⁷ Pa 级）才能保证电子源稳定。

否则气体分子会污染灯丝或场发射尖端，缩短寿命，甚至导致放电损坏。

4. 避免样品与气体反应

如果不抽真空，样品表面可能与空气中的氧气、水蒸气发生反应，影响结构或成像质量。

真空还减少了样品被污染的可能性。

5. 确保探测器正常工作

SEM 探测的信号（如二次电子、背散射电子、X 射线）能量较低，易被空气分子吸收。

真空保证这些信号能顺利传到探测器，提高检测灵敏度。