电子显微镜（Electron Microscopy, EM）是一种利用电子束代替光线来观测样品的显微技术，由于电子的波长比可见光短得多，因此电子显微镜可以实现比光学显微镜更高的分辨率，能够观察到纳米级别的结构。扫描电镜（Scanning Electron Microscope, SEM）是电子显微镜技术的一种，其技术原理概述如下：

1. 真空环境：由于电子在空气中的散射，SEM需要在一个高真空环境下工作，以确保电子束能够无阻碍地到达样品并返回检测器。真空系统通过真空泵维持腔体内的低气压环境。

2. 电子枪：SEM的核心组件之一，用于发射电子。电子枪通常包含一个加热的灯丝，当灯丝加热到足够高的温度时，会释放出自由电子。

3. 电磁透镜系统：电子从电子枪释放后，通过一系列电磁透镜聚焦成一个非常细小且能量集中的电子束。这些透镜可以调节电子束的焦点和强度，确保高分辨率的成像。

4. 扫描系统：聚焦后的电子束在计算机控制下按照预定模式（通常是光栅状）在样品表面扫描。扫描线圈使电子束在水平和垂直方向上快速移动，逐点扫描样品表面。

5. 样品室与样品：样品放置在样品台上，通常需要进行导电性处理（如镀金），以减少电子的散射并促进信号的收集。样品台可以倾斜，以便从不同角度观察样品。

6. 信号检测：电子束与样品相互作用时，会产生多种信号，包括但不限于：

   二次电子（Secondary Electrons, SE）：由样品表面电子受激发而逃逸产生的，携带样品表面形貌信息，常用于表面形貌成像。

   背散射电子（Backscattered Electrons, BSE）：电子与样品原子核相互作用后向后散射的电子，其产率与样品的原子序数有关，可用于成分分析和形貌观察。

   X射线（X-rays）：电子束激发样品产生的特征X射线，可以用来进行元素分析。

   俄歇电子（Auger Electrons）：另一种可用于元素分析的信号。

7. 信号收集与成像：这些信号被相应的检测器收集，经过放大和处理后，转换成电信号，进而形成图像显示在监视器上。不同的信号可以提供关于样品的不同类型的信息，如表面形貌、成分分布等。