掃描電子顯微鏡的設(shè)計(jì)思想早在1935年便已提出，1942年制成diyi臺(tái)掃描電子顯微鏡，但因受各種技術(shù)條件的限制，進(jìn)展一直很慢。1965年，在各項(xiàng)基礎(chǔ)技術(shù)有了很大進(jìn)展的前提下才在英國(guó)誕生了diyi臺(tái)實(shí)用化的商品儀器。

掃描電子顯微鏡的電子光學(xué)理論基礎(chǔ)

　　1834年，法拉第在“學(xué)會(huì)會(huì)報(bào)”上發(fā)表的文章diyi次提到基本電荷——“電的原子”概念。

　　1834年，漢米爾頓推導(dǎo)出質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)與幾何光學(xué)等效原理。

　　1850年代，德國(guó)波恩的一位吹玻璃的手工業(yè)工人Geissler.設(shè)計(jì)了一臺(tái)當(dāng)時(shí)被認(rèn)為效率很高的抽氣泵，獲得較高的真空。然后成功把金屬電極封入玻璃管中制成了氣體放電管。電極加一定電壓后，管內(nèi)產(chǎn)生彩色光弧。(主要用于供人們觀賞的裝飾品)

　　1858年，波恩大學(xué)一位物理數(shù)學(xué)教授J.Plucker，通過對(duì)Geissler放電管的深入研究，發(fā)現(xiàn)在Z佳的真空下，放電管陰極會(huì)發(fā)射出直射的光束。(人類diyi次發(fā)現(xiàn)的陰極射線)

　　1878年阿貝-瑞利指出光學(xué)顯微鏡分辨本領(lǐng)受到光波衍射的限制，給出了顯微鏡分辨本領(lǐng)極限公式。

　　1881年，赫茲對(duì)陰極射線的性質(zhì)進(jìn)行研究，但沒有得出正確結(jié)論。

　　1897年，Thomson證明了陰極射線是一種帶負(fù)電的粒子束，而且用磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)方法測(cè)出了它的荷質(zhì)比為10的11次方C/kg，提出電子概念，并證明了自由電子在靜電場(chǎng)和靜磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)服從牛頓力學(xué)定律。

　　1924年，德布羅意提出微觀粒子具有波、粒兩重性原理。并計(jì)算了電子波長(zhǎng)比可見光的波長(zhǎng)小得多。作為一種光源，實(shí)現(xiàn)高分辨成像的可能性。

　　1926年，Busch建立了幾何電子光學(xué)理論。電子透鏡和光學(xué)透鏡具有相似性。

　　1929年由Stintzing在1929年一項(xiàng)ZL中提出，用掃描的微粒子束來檢測(cè)和測(cè)量物體的建議，他設(shè)想這樣也許可超過光學(xué)顯微鏡的分辨率極限。

　　至此，電子光學(xué)的全部理論基礎(chǔ)已經(jīng)很完整了。

掃描電子顯微鏡試驗(yàn)研究階段

　　1931年德國(guó)科學(xué)家Max Knoll和他的學(xué)生Ernst Ruska發(fā)明了透射電子顯微鏡。電子顯微鏡發(fā)展的Z初形態(tài)是透射電鏡。

　　在上世紀(jì)30-40年代，除了透射電子顯微鏡外，其他類型電子顯微鏡，如掃描式，發(fā)射式，反射式，電子投射式，以及場(chǎng)發(fā)射式等也都相繼在德國(guó)提出并實(shí)驗(yàn)過，但透射式得到了優(yōu)先的發(fā)展。經(jīng)過一段間歇時(shí)間后，掃描式電子顯微鏡重新受到注意，在解決了一些關(guān)鍵技術(shù)問題以后，發(fā)展十分迅速。他能直接觀察塊狀物質(zhì)的表面，并提供立體感很強(qiáng)的圖像，所以在科研和工業(yè)方面得到廣泛應(yīng)用，目前已經(jīng)成為產(chǎn)量Zgao的一種電子顯微鏡。

　　Knoll為了研究二次發(fā)射現(xiàn)象，在1935年設(shè)計(jì)的一臺(tái)儀器被認(rèn)為是diyi臺(tái)掃描電子顯微鏡。如下圖，他把一個(gè)陰極射線管改裝，以便放入樣品，從另一個(gè)陰極射線管獲得圖像。(兩管用一個(gè)掃描發(fā)生器同步掃描，用二次電子信號(hào)調(diào)制另一臺(tái)顯示器)束斑尺寸在0.1-1mm之間，因?yàn)槎坞娮影l(fā)射的變化產(chǎn)生反差，沒有實(shí)用價(jià)值。裝置雖然簡(jiǎn)單，但勾畫出了掃描電子顯微鏡的原理性輪廓。

　　1938年von Ardenne在透射電鏡上加了掃描線圈，建造了一臺(tái)STEM，科學(xué)家們開始探索追求掃描電子顯微鏡的有效放大倍數(shù)和分辨率。在電子槍，磁透鏡，成像探測(cè)器等方面不斷進(jìn)行技術(shù)探索，同時(shí)對(duì)電子束樣品作用區(qū)內(nèi)的物理化學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行研究。

　　diyi臺(tái)可以用來做檢測(cè)樣品的掃描電子顯微鏡是1942年，Zworykin etal在美國(guó)RCA實(shí)驗(yàn)室建造的，分辨率1微米。

　　二戰(zhàn)后英國(guó)劍橋大學(xué)工程系的Charles Oatley和他的學(xué)生McMullan在英格蘭建造了他們的diyi臺(tái)掃描電子顯微鏡，到1952年，他們實(shí)現(xiàn)了50nm的分辨率。掃描電子顯微鏡具備的潛能，開始受到商業(yè)重視。

　　1959年Wells首先使用立體對(duì)技術(shù)拍攝了可以進(jìn)行樣品景深信息測(cè)量的掃描電子顯微鏡顯微圖像。

　　1960年Everhart and Thornley發(fā)展改善了二次電子探測(cè)器。到現(xiàn)在E-T型二次電子探測(cè)器是掃描電子顯微鏡SEI主流探測(cè)器。

掃描電子顯微鏡商品化發(fā)展階段

　　1965年首臺(tái)商品化掃描電子顯微鏡誕生。體現(xiàn)掃描電子顯微鏡具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。

　　1967年觀察到由于晶體取向，電子和晶格的相互作用而產(chǎn)生的電子通道花樣反差。現(xiàn)在開始廣泛推廣使用的商品化EBSD技術(shù)。

　　1975年美國(guó)Amray公司帥先將微型計(jì)算機(jī)引入到掃描電子顯微鏡中，用于程序協(xié)調(diào)控制加速電壓，放大倍數(shù)和磁透鏡焦距的關(guān)系，二次電子圖像分辨率達(dá)到6nm。

　　1980年代，掃描電子顯微鏡開始加入EDSWDS等分析裝備，圍繞掃描電子顯微鏡發(fā)展的各種商品化探測(cè)器趨于成熟，很大程度拓展了掃描電子顯微鏡的應(yīng)用價(jià)值。

　　1985年德國(guó)蔡司公司帥先推出計(jì)算機(jī)控制的帶有幀存器的數(shù)字圖像掃描電子顯微鏡。

　　1990年全面進(jìn)入數(shù)字圖像掃描電子顯微鏡時(shí)代。