O princípio de muitos dispositivos de caracterização é fazer com que os elétrons interajam com substâncias que precisam ser detectadas, excitar elétrons secundários ou fazer transições e retrocessos no nível atômico e liberar energia característica. Compreender as interações entre elétrons e matéria ajuda a compreender fundamentalmente uma variedade deinstrumentos de caracterizaçãoe entender seus cenários de aplicação.

Quando um feixe de elétrons atinge uma substância, podem ocorrer os seguintes processos:

1. A interação com o elétron externo faz a transição do elétron do estado fundamental, e o elétron emitirá luz visível ou ultravioleta quando retornar.

2. A interação com elétrons da banda de valência ou banda de condução faz com que os elétrons externos se ionizem e produzam elétrons secundários. A energia do elétron secundário é baixa, geralmente inferior a 50 eV. Está envolvido apenas na faixa de superfície de 5 a 10 nm, independentemente do tipo de elemento.

3. Os elétrons incidentes interagem com os átomos, a energia é reduzida e a energia perdida é liberada na forma de energia contínuaraios X, após o qual os próprios elétrons escapam, o que é chamado de elétrons retroespalhados. A eletricidade retroespalhada está relacionada ao número atômico, quanto maior o número atômico, mais elétrons retroespalhados, e o número é determinado pelo tipo de elemento, que é o princípio do espectro de perda de energia do elétron.

4. Elétron de transmissão: através do material, e a tensão é proporcional ao número atômico, e a espessura é inversamente proporcional, a profundidade de penetração não é muito grande, por isso pode ser usada para medir a amostra de cerca de 1 mícron.

5. O elétron incidente também pode entrar na camada interna do átomo, ejetar o elétron interno em um elétron secundário, de modo que haja uma vaga na camada interna, e o elétron externo preencherá a vaga, e a energia extra escapará emraios Xou jogue fora o elétron externo, que é chamado de elétron Auger.