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　　扫描电镜的制造依据是电子与物质的相互作用。扫描电镜从原理上讲就是利用聚焦得非常细的高能电子束在试样上扫描，激发出各种物理信息。通过对这些信息的接受、放大和显示成像，获得测试试样表面形貌的观察。

扫描电镜发展历史阶段

　　扫描电镜的发展过程可以分为两个阶段：

　　近代阶段：前期为60年代diyi台实用扫描电镜开始到80年代，该阶段，扫描电镜主要是在分辨率上得到了较大进展，至80年代末期，各厂家的SEM二次电子图像分辨率已达到4.5nm，采取的措施主要包括：①为获得小束斑，降低透镜球相差系数;②增强照明源(采用LaB6)以提高电子枪亮度;③提高真空度;④减小外界振动的干扰。

　　现代阶段：虽然该阶段扫描电镜在分辨率上取得了很大进展，但是SEM对于不导电或者导电性能不好的试样需要进行喷金，其次SEM功能比较单一，获得的材料信息较少，而随着材料科学特别是半导体工业的发展，对SEM的功能要求越来越高，而试样也尽量需要保持原始表面，于是从80年代开始，扫描电镜便进入现代发展阶段，经过20多年的发展，已经发展了多种扫描电镜，包括附带多种其他仪器的分析型扫描电镜，场发射扫描电镜，低真空和低电压扫描电镜，以及近几年才出现的环境扫描电镜。

国外扫描电镜发展历史

　　1926年，德国物理学家H·Busch指出：具有轴对称的磁场可以对电子束起到透镜的作用。这从理论上利用磁场作为电子透镜，对电子束进行汇聚和发散奠定了基础。1932年，德国柏林工科大学的Max Knoll和Ernst Ruska根据这一理论，研制出了diyi台电子显微镜(透射式显微镜)，它是一台经过改进的阴极射线示波器，成功得到了铜网的放大像，Z初放大倍数仅为12倍，尽管放大倍数很小，但它却证实了使用电子束和电子透镜能够形成与光学像相同的电子像。

　　1935年，Max Knoll为了研究二次发射的现象，对其中一个阴极射线管进行改装，产生电子束并且能放入试样，从另一个阴极射线管获取图像，两个显像管用一个扫描发生器同步。这算是Z早的扫描电镜雏形，但不具备实用价值。1937年，Manfred von Ardenne对电子束和样品相互作用的物理过程进行了完善。

　　1940年，英国剑桥大学成功制作扫描电镜。1942年，美国RCA实验室的Zwory kinetal成功建造了diyi台可以检测试样的扫描电镜，分辨率达到了1μm。1952年，Charles Oatley等制造的SEM分辨率已达到50nm，由此，商业领域开始重视SEM所具备的功能。1960年，Thomas E.Everhart和Richard F.M.Thornley改善了二次电子探测器，截止目前，E-T探测器依然是SEM二次电子探测器的主流探测器。

　　1965年，剑桥科学仪器公司首先将SEM推向市场，SEM进入新的发展阶段，相关技术也得到了飞速发展。1967年，商品化的电子背散射衍射分析技术被引入到SEM中。1975年，美国Amary为了能够控制加速电压、放大倍数和磁透镜焦距的关系，首次将微计算机技术引入SEM中，使得二次电子图像分辨率达到6nm，至此，SEM进入了数字化时代。80年代，波长分散谱仪(WDS)和能量散射谱仪(EDS)等分析装置也被引入扫描电镜中，这在很大程度上拓展了扫描电镜的功能和应用价值。1985年，德国的蔡司公司首先推出计算机控制带有数字帧存器的数字图像扫描电镜，1990年，SEM已全面进入数字图像时代。

　　目前，SEM二次电子图像分辨率已经趋近极限。高端SEM的生产厂商主要有美国的FEI，日本的Hitachi，德国的Carl Zeiss等。FEI的超高分辨率Magellan XHR系列SEM是首台电子能量从1keV到30keV范围内分辨率达到亚纳米SEM，其电子束分辨率在电子能量为15keV时为0.8nm、5keV时为0.9nm、1keV时为1.2nm，电子枪的场发射灯丝其寿命长达12个月。2011年6月，Hitachi推出的冷阴极场发射超高分辨率扫描电镜 SU9000的二次电子分辨率更是达到0.4nm，其信号探测器可选二次电子探测器、TOP探测器、BF/DF双STEM探测器，使SU9000的功能得到极大的扩展。

国内扫描电镜发展历史

　　1975年8月，ZG科学院科学仪器厂自行研制我国diyi台扫描电镜DX-3，分辨率为10nm，加速电压5～30kV，放大倍数从20倍~10万倍。1980年ZG科学院科学仪器厂研制出DX-5型扫描电镜，分辨率为6nm，放大倍数15倍～15万倍连续可调，有多种信号处理功能，设计了五维运动工作台。1988年，中科院北京科学仪器厂研制成功LaB6阴极电子枪，使扫描电镜的分辨率提高到4nm。1999年，ZG科学院北京科学仪器研制ZX研制生产的全计算机控制扫描电镜KYKY-3800。

　　当前，北京中科科仪公司是国内主要的扫描电镜生产商，其Zxin扫描电镜是KYKY-EM3900，和国外的先进扫描电镜相比有较大的差距。目前我国只有ZG科学院科学仪器厂和上海海邦机械设备制造有限公司在研制和生产扫描电镜，主要是生产分辨率为3～5nm的中热发射的扫描电镜，尚无法生产分辨率小于3nm的场发射扫描电镜，目前我国各高校和研究所从事纳米研究所需的场发射扫描电镜完全依靠进口，因此自主研制高分辨率场发射扫描电镜对于促进我国材料学科的发展，打破国外垄断具有重大意义。