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扫描电镜（SEM）的成像依赖于电子束与样品相互作用时产生的多种信号，这些信号携带了样品的形貌、成分和结构等信息。理解其基本原理有助于正确解读图像和优化成像条件。

1. 电子束入射与样品相互作用

高能电子束聚焦后照射到样品表面，会与样品中的原子核和电子发生散射、能量交换等相互作用。主要包括弹性散射和非弹性散射两类过程。

2. 常见信号类型与原理

二次电子（SE）：入射电子与样品原子外层电子发生非弹性散射，激发出能量较低的电子。二次电子的逃逸深度很小，主要来自样品表面几纳米范围，因此对表面形貌非常敏感，常用于观察样品的精细表面结构。

背散射电子（BSE）：入射电子与样品原子核发生弹性散射后反弹出样品。背散射电子强度与样品的原子序数相关，原子序数高的区域更亮，因此 BSE 图像常用于材料成分或相分布的对比。

特征X射线（EDS信号）：高能电子轰击原子内层电子，产生空穴，外层电子跃迁填补时释放出具有特征能量的X射线。不同元素的特征峰不同，因此能用于元素定性、定量分析。

俄歇电子：类似于特征X射线过程，但能量以电子形式释放。因逃逸深度浅，可用于表面元素分析。

阴极荧光：部分材料在电子轰击下会产生光辐射，可以提供关于样品晶体缺陷、杂质的信息。

3. 信号收集与成像

SEM 通过专门的探测器采集这些信号。例如 Everhart-Thornley 探测器用于收集二次电子，环形探测器用于背散射电子，能谱仪用于 X 射线信号。显微镜的图像就是通过电子束逐点扫描样品并实时记录信号强度形成的。

4. 相互作用体积与分辨率

入射电子在样品中会形成“相互作用体积”，体积大小与加速电压、样品原子序数和密度相关。相互作用体积越大，信号来源区域越深，空间分辨率就越低；反之，低加速电压或轻元素材料会使相互作用体积较小，有助于提升分辨率。