SEM mikroskop je vrsta mikroskopa, ki uporablja žarek elektronov v kombinaciji z detektorji za ogled zelo majhnih območij. Naprava se običajno imenuje SEM, saj so črke okrajšava za pravilno ime mikroskopa – Scanning Electron Microscope. Ta vrsta mikroskopa je izjemno zmogljiva in ima povprečno uporabno ločljivost med 7 nm in 3 nm, čeprav so bile dosežene nižje ločljivosti.
SEM delujejo tako, da razlagajo podatke iz detektorjev, ko je snop elektronov usmerjen na vzorec. Elektronski žarek generira filament znotraj elektronske pištole SEM, nato pa potuje navzdol po stebru proti vzorcu. Medtem ko so v koloni, se pot elektronov premika, zgosti, blokira in/ali spreminja z različnimi deli, da se izboljša slikanje. Kolona se odpre v komoro za vzorec, kjer snop elektronov udari v vzorec. Elektroni, ki jih vzorec sprosti ali odbije, bodo nato udarili v detektorje, ki so v komori za vzorce. Rezultati udarcev se nato uporabijo za ustvarjanje zelo povečanih slik vzorca.
Elektrone, ki jih sprošča vzorec v SEM, je mogoče zaznati na več različnih načinov; trije najpogostejši pa so preko povratnega sipanja, sekundarnega in rentgenskega slikanja. Povratno razpršeni elektroni (BSE) ponavadi prodrejo globoko v površino vzorca, slike, ustvarjene z njihovo detekcijo, pa lahko lažje pokažejo kontrast v materialih znotraj snovi. Sekundarni elektroni se uporabljajo za izdelavo slik površine vzorca in lahko povzročijo osupljive 3-D predstavitve. Rentgenski detektorji lahko povedo, kateri elementi sestavljajo določen del vzorca, in se pogosto uporabljajo v forenziki. Obstajajo tudi druge metode odkrivanja, ki vključujejo katodoluminiscenco in detekcijo s polžem.
“S” v SEM pomeni skeniranje, en vidik, ki razlikuje SEM od drugih vrst elektronskih mikroskopov. Namesto uporabe fiksnega snopa elektronov, SEM uporablja žarek, ki se premika po želenem območju v tako imenovanem rastrskem vzorcu (raster). Rasteriranje zagotavlja številne prednosti in je eden od razlogov, zakaj imajo slike, proizvedene s sekundarnim detektorjem, skoraj 3-D kakovost.
SEM se uporabljajo na številnih različnih področjih raziskav, vendar so verjetno najbolj znani po vlogah, ki jih igrajo v forenzični znanosti. Ena od metod za testiranje ostankov strelov vključuje brisanje zadnje strani osumljenčevega palca, traku in prsta sprožilca; bris se nato analizira z detekcijo povratnega razprševanja, pri čemer se zanimiva področja pregledajo z detekcijo rentgenskih žarkov, da ugotovimo, iz česa so narejeni. Zaznavanje povratnega razprševanja se lahko uporablja tudi za preučitev površinske sestave predmeta, anomalna območja pa se lahko testirajo z detekcijo rentgenskih žarkov, da se odkrijejo nezaželeni materiali, kot je svinec.