Kỹ thuật hiển vi điện tử quột cho phộp quan sỏt và đỏnh giỏ cỏc đặc trưng của cỏc vật liệu vụ cơ cũng như hữu cơ trong khoảng kớch thước từ nm tới àm. Tớnh thụng dụng của SEM bắt nguồn từ khả năng thu nhận cỏc ảnh ba chiều từ cỏc bề mặt của cỏc loại vật liệu khỏc nhau. Trong ảnh SEM, vựng được khảo sỏt và phõn tớch được chiếu xạ bởi chựm điện tử cú kớch thước nhỏ. Tương tỏc của chựm điện tử và mẫu tạo ra cỏc loại tớn hiệu: Secondary electron (- SE), điện tử tỏn xạ ngược (Backscattered electrons – BSE), cỏc tia X đặc trưng (hỡnh 2.9).
Cỏc tớn hiệu thu được từ cỏc vựng phỏt xạ riờng (cú thể tớch khỏc nhau) trong mẫu và được dựng để đỏnh giỏ nhiều đặc trưng của mẫu (hỡnh thỏi học bề mặt, tinh thể học, thành phần, vv). Hai loại tớn hiệu điện tử được quan tõm nhiều nhất để tạo ảnh hiển vi điện tử quột là SE và BSE. Cỏc điện tử thứ cấp là những điện tử thoỏt từ bề mặt mẫu cú năng lượng thấp (thường < 50 eV). Hiệu suất phỏt xạ SE lớn vỡ một điện tử tới cú thể phỏt ra nhiều SE. Khi điện tử cú năng lượng lớn tới mẫu, chỳng sẽ lần lượt tương tỏc với cỏc nguyờn tử
Chựm điện tử tới
Cỏc điện tử tỏn xạ ngược Cỏc điện tử thứ cấp
Cỏc tia X Cỏc tia X đặc trưng
Cỏc tia X liờn tục
Mẫu
Chựm điện tử bị hấp thụ
Chựm điện tử truyền qua
trong mẫu. Nếu cỏc điện tử trong nguyờn tử của mẫu nhận được năng lượng lớn hơn cụng thoỏt chỳng sẽ phỏ vỡ liờn kết và thoỏt ra ngoài. Số lượng cỏc SE phỏt ra từ mẫu phụ thuộc vào nguyờn tử số Z của cỏc nguyờn tố trong mẫu, năng lượng của điện tử tới, cụng thoỏt cỏc điện tử trong nguyờn tử và hỡnh dạng bề mặt của mẫu [67]. Cỏc điện tử tỏn xạ ngược là những điện tử thu nhận được khi chựm điện tử đõm sõu vào mẫu trước khi quay trở lại bề mặt mẫu và tỏn xạ ngược.
Kớnh hiển vi điện tử quột phỏt xạ trường Hitachi S-4800 hiện cú tại VKHVL, Viện Hàn lõm Khoa học và Cụng nghệ Việt Nam là loại kớnh sử dụng sỳng điện tử phỏt xạ cathode trường lạnh và hệ thấu kớnh điện từ tiờn tiến cú khả năng tỏch riờng cỏc tớn hiệu SE đơn thuần hoặc trộn cỏc tớn hiệu SE và BSE với độ phõn giải cao. Cỏc đặc trưng hỡnh thỏi, kớch thước hạt của một số mẫu trong luận ỏn được khảo sỏt chủ yếu trờn thiết bị này.