場發射掃描電子顯微鏡(FESEM)是一種高分辨率的電子顯微鏡，主要用于觀察和分析固態樣品的表面形貌以及進行微區成分分析。 FESEM利用二次電子成像原理，在納米尺度上觀察生物樣品如組織、細胞、微生物以及生物大分子等，獲得高分辨率的表面微形貌結構信息。此外，FESEM還配備高性能x射線能譜儀，能夠同時進行樣品表層的微區點線面元素的定性、半定量及定量分析，具有形貌和化學組分綜合分析能力。
FESEM的工作原理是通過電子槍發射出高能電子束，經過磁透鏡系統的精細匯聚后，形成細小的電子束掃描樣品表面。當高能電子與樣品相互作用時，會產生二次電子、背散射電子等信號，這些信號被探測器收集并轉化為電信號，后在顯示系統上形成高分辨率的圖像。FESEM的分辨率可達1nm，放大倍數可達30萬倍及以上，且景深大、視野廣、成像立體效果好。
工作原理：
電子束產生：場發射電子槍在強電場下(通常需高真空環境)，使電子從陰極頂部逸出，形成高亮度、相干性好的電子束。
聚焦與掃描：電子束經電磁透鏡聚焦成納米級探針，在掃描線圈驅動下按柵格或特定路徑掃描樣品表面。
信號探測：電子束與樣品相互作用激發多種信號，如：
二次電子(反映表面形貌，用于高分辨率成像)；
背散射電子(反映樣品成分和原子序數差異)；
特征X射線(用于元素分析，需配合能譜儀EDS)。
成像與分析：探測器收集信號并轉換為電信號，經處理后形成圖像或譜圖。
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