Αρχή απεικόνισης με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης
Η δέσμη ηλεκτρονίων ενός ηλεκτρονικού μικροσκοπίου σάρωσης δεν διέρχεται από το δείγμα, αλλά εστιάζει σε μια μικρή περιοχή του δείγματος όσο το δυνατόν περισσότερο και στη συνέχεια σαρώνει το δείγμα γραμμή προς γραμμή. Τα προσπίπτοντα ηλεκτρόνια διεγείρουν δευτερεύοντα ηλεκτρόνια στην επιφάνεια του δείγματος. Το μικροσκόπιο παρατηρεί τα ηλεκτρόνια που διασκορπίζονται από κάθε σημείο. Ο κρύσταλλος σπινθηρισμού που τοποθετείται δίπλα στο δείγμα λαμβάνει αυτά τα δευτερεύοντα ηλεκτρόνια και ρυθμίζει την ένταση της δέσμης ηλεκτρονίων του σωλήνα εικόνας μετά την ενίσχυση, αλλάζοντας έτσι τη φωτεινότητα της φθορίζουσας οθόνης του σωλήνα εικόνας. Η εικόνα είναι μια τρισδιάστατη αναπαράσταση που αντανακλά την επιφανειακή δομή του δείγματος. Το πηνίο εκτροπής του καθοδικού σωλήνα σαρώνεται ταυτόχρονα με τη δέσμη ηλεκτρονίων στην επιφάνεια του δείγματος, έτσι ώστε η φθορίζουσα οθόνη του καθοδικού σωλήνα να εμφανίζει τη μορφολογική εικόνα της επιφάνειας του δείγματος, η οποία είναι παρόμοια με την αρχή λειτουργίας της βιομηχανικής τηλεοράσεις. Λόγω του γεγονότος ότι τα ηλεκτρόνια σε τέτοια μικροσκόπια δεν χρειάζεται να μεταδίδονται μέσω του δείγματος, η τάση που απαιτείται για την επιτάχυνση των ηλεκτρονίων δεν χρειάζεται να είναι πολύ υψηλή.
Η ανάλυση ενός ηλεκτρονικού μικροσκοπίου σάρωσης καθορίζεται κυρίως από τη διάμετρο της δέσμης ηλεκτρονίων στην επιφάνεια του δείγματος. Η μεγέθυνση είναι η αναλογία του πλάτους σάρωσης στον καθοδικό σωλήνα ακτίνων προς το πλάτος σάρωσης στο δείγμα, η οποία μπορεί να ποικίλλει συνεχώς από δεκάδες φορές έως εκατοντάδες χιλιάδες φορές. Η ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης δεν απαιτεί πολύ λεπτά δείγματα. Η εικόνα έχει μια ισχυρή αίσθηση της τρισδιάστατης. Μπορεί να αναλύσει τη σύνθεση των ουσιών χρησιμοποιώντας πληροφορίες όπως δευτερεύοντα ηλεκτρόνια, απορροφημένα ηλεκτρόνια και ακτίνες Χ που παράγονται από την αλληλεπίδραση μεταξύ δέσμης ηλεκτρονίων και ουσιών.
Η κατασκευή ηλεκτρονικών μικροσκοπίων σάρωσης βασίζεται στην αλληλεπίδραση μεταξύ ηλεκτρονίων και ύλης. Όταν μια δέσμη ηλεκτρονίων υψηλής ενέργειας βομβαρδίζει την επιφάνεια ενός υλικού, η διεγερμένη περιοχή θα παράγει δευτερεύοντα ηλεκτρόνια, ηλεκτρόνια Auger, χαρακτηριστικές ακτίνες Χ και ακτίνες Χ συνεχούς φάσματος, οπισθοσκεδασμένα ηλεκτρόνια, μεταδιδόμενα ηλεκτρόνια, καθώς και ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία στο ορατό , υπεριώδεις και υπέρυθρες περιοχές. Ταυτόχρονα, μπορούν επίσης να δημιουργηθούν ζεύγη οπών ηλεκτρονίων, δονήσεις πλέγματος (φωνόνια) και ταλαντώσεις ηλεκτρονίων (πλάσμα).
