Un microscop SEM este un tip de microscop care folosește un fascicul de electroni combinat cu detectoare pentru a vizualiza zone foarte mici. Dispozitivul este de obicei denumit SEM, deoarece literele sunt un acronim pentru numele corect al microscopului – Microscop electronic cu scanare. Acest tip de microscop este extrem de puternic și are o rezoluție medie utilă între 7 nm și 3 nm, deși s-au obținut rezoluții mai mici.
SEM-urile funcționează prin interpretarea datelor de la detectoare atunci când un fascicul de electroni este îndreptat către un specimen. Fasciculul de electroni este generat de un filament din interiorul tunului de electroni al SEM, apoi se deplasează pe coloană către specimen. În timp ce se află în coloană, calea electronilor este mutată, condensată, blocată și/sau modificată de diferite părți pentru a îmbunătăți imaginea. Coloana se deschide în camera specimenului, unde fasciculul de electroni lovește specimenul. Electronii care sunt eliberați sau reflectați de specimen vor lovi apoi detectoarele care se află în camera specimenului. Rezultatele loviturilor sunt apoi folosite pentru a crea imagini foarte mărite ale specimenului.
Electronii eliberați de un specimen într-un SEM pot fi detectați în multe moduri diferite; cele trei cele mai frecvente, totuși, sunt prin backscatter, secundar și imagistica cu raze X. Electronii de retrodifuzare (BSE) tind să pătrundă adânc în suprafața unui specimen, iar imaginile produse prin detectarea lor pot arăta mai ușor contrastul în materialele din substanță. Electronii secundari sunt utilizați pentru a produce imagini ale suprafeței unui specimen și pot avea ca rezultat reprezentări 3-D uimitoare. Detectoarele de raze X pot spune ce elemente alcătuiesc o anumită parte a unui specimen și sunt adesea folosite în criminalistică. Există și alte metode de detectare și includ catodoluminiscența și detectarea cu melc.
„S” din SEM înseamnă scanare, un aspect care diferențiază SEM de alte tipuri de microscoape electronice. În loc să folosească un fascicul fix de electroni, SEM folosește un fascicul care se deplasează peste zona dorită în ceea ce este cunoscut sub numele de model raster (rastering). Rasterizarea oferă multe beneficii și este unul dintre motivele pentru care imaginile produse de la detectorul secundar au o calitate aproape 3-D.
SEM-urile sunt folosite în multe domenii diferite de cercetare, dar sunt probabil cele mai faimoase pentru rolurile pe care le joacă în știința criminalistică. O metodă de testare a reziduurilor de împușcături implică tamponarea din spate a degetului mare al suspectului, a curelei și a degetului de la trăgaci; tamponul este apoi analizat utilizând detecția cu retroîmprăștiere, zonele de interes fiind examinate cu detecție cu raze X pentru a determina din ce sunt făcute. Detectarea retroîmprăștierii poate fi folosită și pentru a examina compoziția suprafeței unui obiect, iar zonele anormale pot fi testate folosind detectarea cu raze X pentru a găsi materiale nedorite, cum ar fi plumbul.