TEM掃描電鏡的制造是依據(jù)電子與物質(zhì)的相互作用。當(dāng)一束高能的入射電子轟擊物質(zhì)表面時(shí),被激發(fā)的區(qū)域?qū)a(chǎn)生二次電子、俄歇電子、特征x射線和連續(xù)譜X射線、背散射電子、透射電子等多種的信號,以及在可見、紫外、紅外光區(qū)域產(chǎn)生的電磁輻射。同時(shí),也可產(chǎn)生電子-空穴對、晶格振動(聲子)、電子振蕩(等離子體)。原則上講,利用電子和物質(zhì)的相互作用,可以獲取被測樣品本身的各種物理、化學(xué)性質(zhì)的信息,如:形貌、組成、晶體結(jié)構(gòu)、電子結(jié)構(gòu)和內(nèi)部電場或磁場等等。
TEM掃描電鏡正是根據(jù)上述不同信息產(chǎn)生的機(jī)理,采用不同的信息檢測器,使選擇檢測得以實(shí)現(xiàn)。如:通過采集二次電子、背散射電子得到有關(guān)物質(zhì)表面微觀形貌的信息,背散射電子衍射花樣得到晶體結(jié)構(gòu)信息,特征X-射線得到物質(zhì)化學(xué)成分的信息,這些得到的都是接近樣品表面的信息。
TEM掃描電鏡制樣對樣品的厚度沒有特殊要求,可以采用切、磨、拋光或解理等方法將特定剖面呈現(xiàn)出來,從而轉(zhuǎn)化為可以觀察的表面。這樣的表面如果直接觀察,看到的只有表面加工損傷,一般要利用不同的化學(xué)溶液進(jìn)行擇優(yōu)腐蝕,才能產(chǎn)生有利于觀察的襯度。不過腐蝕會使樣品失去原結(jié)構(gòu)的部分真實(shí)情況,同時(shí)引入部分人為的干擾,對樣品中厚度極小的薄層來說,造成的誤差更大。