Kính hiển vi điện tử quét (SEM) là thiết bị dùng để chụp ảnh vi cấu trúc bề mặt với độ phóng đại lớn gấp nhiều lần so với kính hiển vi quang học, vì bƣớc sóng của chùm tia điện tử nhỏ hơn rất nhiều so với bƣớc sóng của ánh sáng vùng khả kiến .
Ngƣời ta tạo ra một chùm tia điện tử rất mảnh và điều khiển chùm tia này quét theo hàng theo cột trên một diện tích rất nhỏ trên bề mặt mẫu nghiên cứu .
Chùm tia điện tử khi chiếu vào mẫu làm cho từ mẫu thoát ra các điện tử thứ cấp, photon, tia X ... Mỗi loại điện tử, tia X thoát ra từ mẫu mang một thông tin phản ánh một tính chất nào đó ở chỗ tia điện tử tới đập vào mẫu. Ví dụ, khi điện tử
đó chiếu vào chỗ lồi trên mẫu thì các điện tử thứ cấp thoát ra nhiều hơn khi chiếu vào chỗ lõm. Căn cứ vào điện tử thứ cấp, ta có thể biết đƣợc chỗ lồi hay chỗ lõm trên mẫu nghiên cứu.
Ngƣời ta tạo ảnh bằng cách dùng một ống tia điện tử, cho tia điện tử từ ống này quét trên màn hình một cách rất đồng bộ với tia điện tử quét trên mẫu. Nếu dùng detector thu điện tử thứ cấp từ mẫu thoát ra, khuếch đại lên để điều khiển độ mạnh yếu của tia điện tử quét trên màn hình thì kết quả trên màn hình ta thấy đƣợc chỗ sáng tối ứng với chỗ lồi lõm trên bề mặt mẫu. Kính hiển vi điện tử quét cho ta ảnh bề mặt với độ phóng đại cao, độ sâu rất hữu hiệu trong việc nghiên cứu bề mặt mẫu.
Phƣơng pháp SEM cho ta biết kích thƣớc hạt, đặc trƣng bề mặt và cấu trúc vật liệu cần nghiên cứu.
Hình 2.3 Kính hiển vi điện tử quét HITACHI S-480