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第一章绪论
本章主要介绍显微镜发展过程及研究意义,及本文主要工作。
1.1显微镜发展过程及研究意义
本章主要介绍了显微镜的历史发展过程及研究意义。
1。
1。
1显微镜的历史发展
显微镜是人类这个时期最伟大的发明物之一。
在它发明出来之前，人类关于周围世界的观念局限在用肉眼，或者靠手持透镜帮助肉眼所看到的东西。
显微镜把一个全新的世界展现在人类的视野里。
人们第一次看到了数以百计的“新的"微小动物和植物，以及从人体到植物纤维等各种东西的内部构造。
最早的显微镜是16世纪末期在荷兰制造出来的。
发明者可能是一个叫做札恰里亚斯·詹森的荷兰眼镜商，或者另一位荷兰科学家汉斯—利铂希,他们用两片透镜制作了简易的显微镜，但并没有用这些仪器做过任何重要的观察.
后来有两个人开始在科学上使用显微镜。
第一个是意大利科学家伽利略。
他通过显微镜观察到一种昆虫后，第一次对它的复眼进行了描述。
第二个是荷兰亚麻织品商人安东尼·凡·列文虎克（1632年-1723年）,他自己学会了磨制透镜。
他第一次描述了许多肉眼所看不见的微小植物和动物。
1931年，恩斯特·鲁斯卡通过研制电子显微镜，使生物学发生了一场革命。
这使得科学家能观察到像百万分之一毫米那样小的物体。
1986年他被授予诺贝尔奖。
扫描探针显微镜（SPM）经过近30年的发展，已经应用到科学研究的各个方面。
为适应不同研究的需要，扫描探针显微镜本身的发展也非常迅速.如其中原子力显微镜（AFM）从发明初期的单一的接触工作模式发展到包括可以测量粘弹性的相位模式在内的多种工作模式，同时通用型方面也高度发展，已经形成了一个庞大的高度自动化的扫描探针显微镜的家族。
在这个家族中，严格环境控制的扫描探针显微镜的出现，很好的解决了各种条件下对样品的原位观察，环控化扫描探针显微镜的发展已经引起了人们的足够重视，必将成为扫描探针显微镜发展的一个重要方向。
新近出现的各种显微镜集成的扫描探针显微镜系列是这个家族中的新成员，这个成员可以同时完成大范围、高分辨和精确定位等各种研究，必将在半导体制造厂的异物检查、金属和绝缘体等表面测定以及生物大分子研究等领域发挥重要作用。
扫描探针显微镜的发明和发展促进了一门新兴的高科技-—纳米科学技术的诞生，宣告一个科技新纪元，纳米科技时代已经来临。
1.1。
2显微镜研究的意义
多少年来，人们为提高显微镜的分辨能力和成像衬度付出了艰辛的劳动,随着计算机技术和工具的不断进步,光学设计的理论和方法也在不断改进，加上原材料性能的提高，工艺和检测手段的不断完善，观察方法的创新,使光学显微镜的成像质量已经接近衍射极限的完善程度，人们将用标本染色、暗场、相衬、荧光、干涉、偏光等观察技术，使得光学显微镜已能适应形形色色标本的研究，虽然近年来电子显微镜，超声显微镜等放大成像仪器先后问世，在某些方面具有优势的性能，但在廉价、方便、直观、特别是适合生物活体的研究等方面仍无法与光学显微镜匹敌，光学显微镜仍然牢固地占据着自己的阵地。
另一方面，与激光、计算机、新材料技术、信息技术相结合,古老的光学显微镜正焕发青春,显示了旺盛的生命力，数码显微镜、激光共焦扫描显微镜、近场扫描显微镜、双光子显微镜及具有各种新的功能或能适应各种新的环境条件的仪器层出不穷,更加扩大了光学显微镜的应用领域,作为最新的例子.从火星探测车上传回的岩层显微图片是多么令人振奋！
我们完全可以相信，光学显微镜将会以更新的姿态，造福人类.
由于近场光学显微镜能克服传统光学显微镜低分辨率以及扫描电子显微镜和扫描隧道显微镜对生物样品产生损伤等缺点，因此得到了越来越广泛的应用，特别是在生物医学以及纳米材料和微电子学等领域。
高分辨率光学成像由于近场光学显微镜对所观察的生物样品无损伤等优点，因此被广泛应用于生物样品的观察，成为探索生物大分子活动奥秘的光学手段,给生物学家们带来强有力的实验武器。
利用近场光学显微镜,已在生物学研究所涉及的许多领域展开了工作，不仅有静态的形貌像的观察研究，如细胞的有丝分裂，染色体的分辨与局域荧光,原位DNA，RNA的测序，基因识别等,还有利用观察形貌像随时间变化的动力学过程的研究。
自从1933年德国Ruska和Knoll等人在柏林制成第一台电子显微镜后，几十年来，有许多用于表面结构分析的现代仪器先后问世.如透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、场电子显微镜（FEM）、场离子显微镜（FIM）、低能电子衍射（LEED）、俄歇谱仪（AES）、光电子能谱（ESCA）、电子探针等。
这些技术在表面科学各领域的研究中起着重要的作用。
扫描电镜是一种多功能的仪器、具有很多优越的性能、是用途最为广泛的一种仪器．早期的透射电子显微镜功能主要是观察样品形貌，后来发展到可以通过电子衍射原位分析样品的晶体结构。
具有能将形貌和晶体结构原位观察的两个功能是其它结构分析仪器所不具备的。
1。
2本文主要工作
本文主要通过对电子显微镜及扫描探针显微镜结构和原理的研究，能够让大家了解这两种显微镜技术的物理原理及其应用.
第二章光学显微镜
本章简单介绍了光学显微镜的各种情况。
2.1光学显微镜简介
光学显微镜俗称光镜，是一种以可见光为照明光源的显微镜。
光学显微镜是利用光学原理,把人眼所不能分辨的微小物体放大成像，以供人们提取微细结构信息的光学仪器.目前主要应用于细胞生物学方面。
光学显微镜一般由载物台、聚光照明系统、物镜，目镜和调焦机构组成。
载物台用于承放被观察的物体。
利用调焦旋钮可以驱动调焦机构,使载物台作粗调和微调的升降运动，使被观察物体调焦清晰成象。
聚光照明系统由灯源和聚光镜构成，聚光镜的功能是使更多的光能集中到被观察的部位。
照明灯的光谱特性必须与显微镜的接收器的工作波段相适应.物镜位于被观察物体附近，是实现第一级放大的镜头。
在物镜转换器上同时装着几个不同放大倍率的物镜，转动转换器就可让不同倍率的物镜进入工作光路,物镜的放大倍率通常为5～100倍。
物镜是显微镜中对成象质量优劣起决定性作用的光学元件,一般变倍比为6.3：
1，变倍范围0。
8X-5X。
常用的有能对两种颜色的光线校正色差的消色差物镜；质量更高的还有能对三种色光校正色差的复消色差物镜；能保证物镜的整个像面为平面,以提高视场边缘成像质量的平像场物镜.高倍物镜中多采用浸液物镜，即在物镜的下表面和标本片的上表面之间填充折射率为1。
5左右的液体，它能显著的提高显微观察的分辨率.目镜是位于人眼附近实现第二级放大的镜头，镜放大倍率通常为5～20倍。
目镜可分为视场较小的普通目镜，和视场较大的大视场目镜（或称广角目镜）两类。
载物台和物镜两者必须能沿物镜光轴方向作相对运动以实现调焦,获得清晰的图像。
用高倍物镜工作时，容许的调焦范围往往小于微米,所以显微镜必须具备极为精密的微动调焦机构。
显微镜放大倍率的极限即有效放大倍率,显微镜的分辨率是指能被显微镜清晰区分的两个物点的最小间距。
分辨率和放大倍率是两个不同的但又互有联系的概念.当选用的物镜数值孔径不够大，即分辨率不够高时，显微镜不能分清物体的微细结构,此时即使过度地增大放大倍率，得到
2。
1光学显微镜结构
的也只能是一个轮廓虽大但细节不清的图像，称为无效放大倍率。
反之如果分辨率已满足要求而放大倍率不足，则显微镜虽已具备分辨的能力,但因图像太小而仍然不能被人眼清晰视见。
所以为了充分发挥显微镜的分辨能力,应使数值孔径与显微镜总放大倍率合理匹配。
聚光照明系统是对显微镜成像性能有较大影响,但又是易于被使用者忽视的环节。
它的功能是提供亮度足够且均匀的物面照明。
聚光镜发来的光束应能保证充满物镜孔径角,否则就不能充分利用物镜所能达到的最高分辨率。
为此目的，在聚光镜中设有类似照相物镜中的,可以调节开孔大小的可变孔径光阑，用来调节照明光束孔径,以与物镜孔径角匹配.改变照明方式,可以获得亮背景上的暗物点（称亮视场照明）或暗背景上的亮物点（称暗视场照明）等不同的观察方式，以便在不同情况下更好地发现和观察微细结构。
2。
2光学显微镜的发展历史
早在公元前一世纪，人们就已发现通过球形透明物体去观察微小物体时，可以使其放大成像。
后来逐渐对球形玻璃表面能使物体放大成像的规律有了认识。
1590年，荷兰和意大利的眼镜制造者已经造出类似显微镜的放大仪器。
1610年前后，意大利的伽利略和德国的开普勒在研究望远镜的同时,改变物镜和目镜之间的距离，得出合理的显微镜光路结构，当时的光学工匠遂纷纷从事显微镜的制造、推广和改进。
1673～1677年期间，列文胡克制成单组元放大镜式的高倍显微镜，其中九台保存至今。
胡克和列文胡克利用自制的显微镜，在动、植物机体微观结构的研究方面取得了杰出的成就。
19世纪，高质量消色差浸液物镜的出现，使显微镜观察微细结构的能力大为提高。
1827年阿米奇第一个采用了浸液物镜.19世纪70年代，德国人阿贝奠定了显微镜成像的古典理论基础。
这些都促进了显微镜制造和显微观察技术的迅速发展，并为19世纪后半叶包括科赫、巴斯德等在内的生物学家和医学家发现细菌和微生物提供了有力的工具。
在显微镜本身结构发展的同时,显微观察技术也在不断创新：
1850年出现了偏光显微术；1893年出现了干涉显微术；1935年荷兰物理学家泽尔尼克创造了相衬显微术，他为此在1953年获得了诺贝尔物理学奖。
古典的光学显微镜只是光学元件和精密机械元件的组合，它以人眼作为接收器来观察放大的像。
后来在显微镜中加入了摄像装置,以感光胶片作为可以记录和存储的接收器。
现代又普遍采用光电元件、电视摄象管和电荷耦合器等作为显微镜的接收器,配以微型电子计算机后构成完整的图象信息采集和处理系统。
表面为曲面的玻璃或其他透明材料制成的光学透镜可以使物体放大成像，光学显微镜就是利用这一原理把微小物体放大到人眼足以观察的尺寸.近代的光学显微镜通常采用两级放大，分别由物镜和目镜完成。
被观察物体位于物镜的前方，被物镜作第一级放大后成一倒立的实像，然后此实像再被目镜作第二级放大，成一虚像,人眼看到的就是虚像。
而显微镜的总放大倍率就是物镜放大倍率和目镜放大倍率的乘积。
放大倍率是指直线尺寸的放大比，而不是面积比.
2。
2光学显微镜
2。
3光学显微镜的工作原理
显微镜是利用凸透镜的放大成像原理，将人眼不能分辨的微小物体放大到人眼能分辨的尺寸,其主要是增大近处微小物体对眼睛的张角（视角大的物体在视网膜上成像大）,用角放大率M表示它们的放大本领。
因同一件物体对眼睛的张角与物体离眼睛的距离有关，所以一般规定像离眼睛距离为25厘米（明视距离）处的放大率为仪器的放大率。
显微镜观察物体时通常视角甚小,因此视角之比可用其正切之比代替。
显微镜由两个会聚透镜组成，光路图如图所示。
物体AB经物镜成放大倒立的实像A1B1，A1B1位于目镜的物方焦距的内侧,经目镜后成放大的虚像A2B2于明视距离处。
2。
3光学显微镜放大原理光路图
第三章电子显微镜
本章重点介绍电子显微镜的物理原理及应用。
3.1扫描电子显微镜
本节着重介绍电子显微镜中的扫描电子显微镜。
3.1.1扫描电子显微镜简介
扫描电镜一种新型的电子光学仪器。
它是利用细聚焦电子束在样品表面扫描时激发出来的各种物理信号来调制成像的。
它具有制样简单、放大倍数可调范围宽、图像的分辨率高、景深大等特点。
数十年来，扫描电镜已广泛地应用在生物学、医学、冶金学等学科的领域中，促进了各有关学科的发展.
扫描电子显微镜是1965年发明的较现代的细胞生物学研究工具，主要是利用二次电子信号成像来观察样品的表面形态，即用极狭窄的电子束去扫描样品，通过电子束与样品的相互作用产生各种效应，其中主要是样品的二次电子发射.二次电子能够产生样品表面放大的形貌像，这个像是在样品被扫描时按时序建立起来的,即使用逐点成像的方法获得放大像。
扫描电子显微镜的制造是依据电子与物质的相互作用.当一束高能的入射电子轰击物质表面时，被激发的区域将产生二次电子、俄歇电子、特征X射线和连续谱X射线、背散射电子、透射电子，以及在可见、紫外、红外光区域产生的电子辐射。
同时，也可产生电子—空穴对、晶格振动（声子）、电子振荡（等离子体）。
原则上讲,利用电子和物质的相互作用,可以获取被测样品本身的各种物理、化学性质的信息，如形貌、组成、晶体结构、电子结构和内部电场或磁场等等。
扫描电子显微镜正是根据上述不同信息产生的机理,采用不同的信息检测器，使选择检测得以实现.如对二次电子、背散射电子的采集，可得到有关物质微观形貌的信息；对x射线的采集，可得到物质化学成分的信息。
正因如此，根据不同需求，可制造出功能配置不同的扫描电子显微镜。
3。
1扫描电子显微镜
3。
1.2扫描电镜发展历史
1923年,法国科学家LouisdeBroglie发现，微观粒子本身除具有粒子特性以外还具有波动性。
他指出不仅光具有波粒二象性，一切电磁波和微观运动物质（电子、质子等）也都具有波粒二象性.电磁波在空间的传播是一个电场与磁场交替转换向前传递的过程。
电子在高速运动时，其波长远比光波要短得多，于是人们就想到是不是可以用电子束代替光波来实现成像。
1926年，德国物理学家H·Busch提出了关于电子在磁场中的运动理论。
他指出：
具有轴对称性的磁场对电子束来说起着透镜的作用。
从理论上设想了可利用磁场作为电子透镜，达到使电子束会聚或发散的目的。
有了上述两方面的理论，1932年,德国柏林工科大学高压实验室的M.Knoll和E.Ruska研制成功了第1台实验室电子显微镜，这是后来透射式电子显微镜（transmissionelectronmicroscope，TEM）的雏形。
其加速电压为70kV,放大率仅12倍。
尽管这样的放大率还微不足道，但它有力地证明了使用电子束和电磁透镜可形成与光学影像相似的电子影像。
这为以后电子显微镜的制造研究和提高奠定了基础。
1933年,E。
Ruska用电镜获得了金箔和纤维的1万倍的放大像。
至此，电镜的放大率已超过了光镜，但是对显微镜有着决定意义的分辨率,这时还只刚刚达到光镜的水平。
1937年，柏林工业大学的Klaus和Mill继承了Ruska的工作，拍出了第1张细菌和胶体的照片，获得了25nm的分辨率，从而使电镜完成了超越光镜性能的这一丰功伟绩。
1939年，E。
Ruska在德国的Siemens公同制成了分辨率优于10nm的第1台商品电镜。
由于E·Ruska在电子光学和设计第1台透射电镜方面的开拓性工作被誉为“本世纪最重要的发现之一”，而荣获1986年诺贝尔物理学奖.
除Knoll、Ruska以外，同时其他一些实验室和公司也在研制电镜。
如荷兰的菲利浦（Philip）公司、美国的无线电公司（RCA）、日本的日立公司等.1944年Philip公司设计了150kV的透射电镜，并首次引入中间镜。
1947年法国设计出400kV的高压电镜。
60年代初，法国制造出1500kV的超高压电镜。
1970年法国、日本又分别制成3000kV的超高压电镜.
进入60年代以来，随着电子技术的发展，特别是计算机科学的发展，透射电镜的性能和自动化程度有了很大提高。
现代透射电镜（如日立公司的H—9000型）的晶格分辨率最高已达0.1nm，放大率达150万倍。
人们借助于电镜不但能看到细胞内部的结构，还能观察生物大分子和原子的结构，应用也愈加广泛和深入。
扫描电镜（scanningelectronmicroscope,SEM）作为商品出现则较晚，早在1935年，Kn-oll在设计透射电镜的同时，就提出了扫描电镜的原理及设计思想。
1940年英国剑桥大学首次试制成功扫描电镜。
但由于分辨率很差、照相时间过长,因此没有立即进入实用阶段，至1965年英国剑桥科学仪器有限公司开始生产商品扫描电镜。
80年代后扫描电镜的制造技术和成像性能提高很快，目前高分辨型扫描电镜（如日立公司的S-5000型）使用冷场发射电子枪，分辨率已达0.6nm，放大率达80万倍.
我国从50年代初开始研制透射电镜，1959年第1台透射电镜诞生于上海新跃仪表厂,此后中型透射电镜开始批量生产。
目前国产透射电镜分辨率已达0。
2nm，放大80万倍.扫描电镜也于70年代开始生产。
3。
1。
3扫描电子显微镜结构
扫描电子显微镜由三大部分组成：
真空系统，电子束系统以及成像系统。
3。
2扫描电子显微镜结构
真空系统。
真空系统主要包括真空泵和真空柱两部分.真空柱是一个密封的柱形容器。
真空泵用来在真空柱内产生真空.有机械泵、油扩散泵以及涡轮分子泵三大类,机械泵加油扩散泵的组合可以满足配置钨枪的SEM的真空要求，但对于装置了场致发射枪或六硼化镧枪的SEM,则需要机械泵加涡轮分子泵的组合。
成像系统和电子束系统均内置在真空柱中。
真空柱底端即为右图所示的密封室，用于放置样品.之所以要用真空，主要基于以下两点原因：
电子束系统中的灯丝在普通大气中会迅速氧化而失效，所以除了在使用SEM时需要用真空以外,平时还需要以纯氮气或惰性气体充满整个真空柱.为了增大电子的平均自由程,从而使得用于成像的电子更多.
电子束系统.电子束系统由电子枪和电磁透镜两部分组成，主要用于产生一束能量分布极窄的、电子能量确定的电子束用以扫描成像。
电子枪。
电子枪用于产生电子,主要有两大类，共三种.一类是利用场致发射效应产生电子，称为场致发射电子枪。
这种电子枪极其昂贵，在十万美元以上,且需要小于10-10torr的极高真空。
但它具有至少1000小时以上的寿命，且不需要电磁透镜系统。
另一类则是利用热发射效应产生电子,有钨枪和六硼化镧枪两种。
钨枪寿命在30～100小时之间，价格便宜，但成像不如其他两种明亮，常作为廉价或标准SEM配置。
六硼化镧枪寿命介于场致发射电子枪与钨枪之间，为200～1000小时，价格约为钨枪的十倍,图像比钨枪明亮5～10倍，需要略高于钨枪的真空，一般在10-7torr以上;但比钨枪容易产生过度饱和和热激发问题。
电磁透镜。
热发射电子需要电磁透镜来成束，所以在用热发射电子枪的SEM上，电磁透镜必不可少.通常会装配两组：
汇聚透镜：
顾名思义，汇聚透镜用汇聚电子束，装配在真空柱中，位于电子枪之下。
通常不止一个,并有一组汇聚光圈与之相配.但汇聚透镜仅仅用于汇聚电子束，与成像会焦无关。
物镜：
物镜为真空柱中最下方的一个电磁透镜，它负责将电子束的焦点汇聚到样品表面.
成像系统.电子经过一系列电磁透镜成束后,打到样品上与样品相互作用，会产生次级电子、背散射电子、欧革电子以及X射线等一系列信号。
所以需要不同的探测器譬如次级电子探测器、X射线能谱分析仪等来区分这些信号以获得所需要的信息.虽然X射线信号不能用于成像，但习惯上，仍然将X射线分析系统划分到成像系统中.有些探测器造价昂贵，比如Robinsons式背散射电子探测器，这时，可以使用次级电子探测器代替，但需要设定一个偏压电场以筛除次级电子.
3.1.4扫描电子显微镜工作原理
SEM的工作原理是用一束极细的电子束扫描样品，在样品表面激发出次级电子，次级电子的多少与电子束入射角有关，也就是说与样品的表面结构有关，次级电子由探测体收集,并在那里被闪烁器转变为光信号，再经光电倍增管和放大器转变为电信号来控制荧光屏上电子束的强度，显示出与电子束同步的扫描图像。
图像为立体形象，反映了标本的表面结构。
为了使标本表面发射出次级电子，标本在固定、脱水后，要喷涂上一层重金属微粒，重金属在电子束的轰击下发出次级电子信号。
扫描电镜的成像原理像闭路电视系统那样，是逐点逐行扫描成像。
由下图的扫描电镜工作原理示意图可知，由三极电子枪发射出来的电子束，在加速电压作用下经过2~3个电子透镜聚焦后，在样品表面按顺序逐行进行扫描，激发样品产生各种物理信号,如二级电子、吸收电子、X射线、俄歇电子等.这些物理信号的强度随样品表面特征而变。
它们分别被相应的收集器接受，经放大器按顺序、成比例的放大后，送到显像管的栅极上，用来同步的调制显像管的电子束强度，即显像管荧光屏上的亮度。
由于供给电子光学系统使电子束偏向的扫描线圈的电源也就是供给阴极射线显像管的扫描线圈的电源,此电源发出的锯齿波信号同时控制两束电子束同步扫描.因此，样品上电子束的位置与显像管荧光屏上电子束的位置是一一对应的。
这样，在长余辉荧光屏上就形成一幅与样品表面特征相对应的画面——某种信息图，如二次电子像、背散射电子像等。
画面上亮度的疏密程度表示该信息的强弱分布。
3。
3扫描电子显微镜工作原理框图
3.1。
4扫描电镜应用
扫描电子显微镜是一种多功能的仪器、具有很多优越的性能、是用途最为广泛的一种仪器．它可以进行如下基本分析:
（1）三维形貌的观察和分析；
（2）在观察形貌的同时,进行微区的成分分析。
①观察纳米材料，所谓纳米材料就是指组成材料的颗粒或微晶尺寸在0。
1-100nm范围内，在保持表面洁净的条件下加压成型而得到的固体材料。
纳米材料具有许多与晶体、非晶态不同的、独特的物理化学性质.纳米材料有着广阔的发展前景，将成为未来材料研究的重点方向.扫描电子显微镜的一个重要特点就是具有很高的分辨率。
现已广泛用于观察纳米材料
②进口材料断口的分析：
扫描电子显微镜的另一个重要特点是景深大，图象富立体感。
扫描电子显微镜的焦深比光学显微镜大几百倍.由于图象景深大，故所得扫描电子象富有立体感，具有三维形态,能够提供比其他显微镜多得多的信息,这个特点对使用者很有价值。
扫描电子显微镜所显示饿断口形貌从深层次，高景深的角度呈现材料断裂的本质，在教学、科研和生产中，有不可替代的作用，在材料断裂原因的分析、事故原因的分析已经工艺合理性的判定等方面是一个强有力的手段。
③直接观察大试样的原始表面，它能够直接观察直径100mm，高50mm,或更大尺寸的试样，对试样的形状没有任何限制，粗糙表面也能观察，这便免除了制备样品的麻烦，而且能真实观察试样本身物质成分不同的衬度（背反射电子象）
④观察厚试样，其在观察厚试样时，能得到高的分辨率和最真实的形貌。
扫描电子显微的分辨率介于光学显微镜和透射电子显微镜之间，但在对厚块试样的观察进行比较时，因为在透射电子显微镜中还要采用复膜方法，而复膜的分辨率通常只能达到10nm，且观察的不是试样本身.因此,用扫描电子显微镜观察厚块试样更有利,更能得到真实的试样表面资料
⑤观察试样的各个区域的细节。
试样在样品室中可动的范围非常大，其他方式显微镜的工作距离通常只有2-3cm,故实际上只许可试样在两度空间内运动，但
在扫描电子显微镜中则不同.由于工作距离大（可大于20mm）.焦深大（比透射电子显微镜大10倍）。
样品室的空间也大.因此，可以让试样在三度空间内有6个自由度运动（即三度空间平移、三度空间旋转）。
且可动范围大，这对观察不规则形状试样的各个区域带来极大的方便。
⑥在大视场、低放大倍数下观察样品,用扫描电子显微镜观察试样的视场大。
在扫描电子显微镜中，能同时观察试样的视场范围F由下式来确定：
F=L/M
式中F--视场范围；
M——观察时的放大倍数；
L——显象管的荧光屏尺寸.
若扫描电镜采用30cm（12英寸）的显象管，放大倍数15倍时，其视场范围可达20mm，大视场、低倍数观察样品的形貌对有些领域是很必要的，如刑事侦察和考古。
⑦进行从高倍到低倍的连续观察，放大倍数的可变范围很宽，且不用经常对焦。
扫描电子显微镜的放大倍数范围很宽（从5到20万倍连续可调），且一次聚焦好后即可从高倍到低倍、从低倍到高倍连续观察,不用重新聚焦，这对进行事故分析特别方便。
⑧观察生物试样。
因电子照射而发生试样的损伤和污染程度很小。
同其他方式的电子显微镜比较，因为观察时所用的电子探针电流小（一般约为10-10—10-12A）电子探针的束斑尺寸小（通常是5nm到几十纳米），电子探针的能量也比较小（加速电压可以小到2kV）。
而且不是固定一点照射试样，而是以光栅状扫描方式照射试样。
因此，
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