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掃描電鏡（SEM）之所以必須在真空環境下工作，主要有以下幾個原因：

1. 保證電子束傳播穩定

電子束在空氣中會與氣體分子頻繁碰撞，發生散射，導致束斑發散、聚焦不良，分辨率大幅下降。

在高真空下，電子可以自由傳播，保持束斑精細，從而獲得清晰的成像。

2. 避免信號干擾

空氣分子被電子轟擊后會產生雜散信號，影響探測器接收到的有效信息。

真空環境減少氣體分子數量，使信號主要來自樣品本身，提高成像和分析的準確性。

3. 防止電子槍損壞

大多數 SEM 使用熱發射或場發射電子槍，要求高真空（10??–10?? Pa 級）才能保證電子源穩定。

否則氣體分子會污染燈絲或場發射尖端，縮短壽命，甚至導致放電損壞。

4. 避免樣品與氣體反應

如果不抽真空，樣品表面可能與空氣中的氧氣、水蒸氣發生反應，影響結構或成像質量。

真空還減少了樣品被污染的可能性。

5. 確保探測器正常工作

SEM 探測的信號（如二次電子、背散射電子、X 射線）能量較低，易被空氣分子吸收。

真空保證這些信號能順利傳到探測器，提高檢測靈敏度。