برهمکنش پرتو الکترونی با ماده
میکروسکوپ‌های الکترونی ابزاری مناسب و کارآمد برای کسب اطلاع از ساختار مواد در دنیای نانو هستند. آنها با توجه به ماهیت نور مرئی و اساس کار میکروسکوپ‌های نوری نسبت به این گونه میکروسکوپ‌ها ارجحیت دارند. همان طور که می‌دانید طول موج نور مرئی بین 400 تا 700 نانومتر است، در حالیکه دنیای نانو در محدوده اندازه 1 تا 100 نانومتر است. بنابر این با میکروسکوپ‌های نوری نمی‌توان مواد و ساختارهای با مقیاس نانو را با تفکیک‌پذیری یا رزولوشن بالا مشاهده کرد.
پس از برخورد پرتو الکترونی تولید شده در تفنگ الکترونی با نمونه، حالت‌های متفاوتی ممکن است اتفاق بیافتد (شکل زیر). بر حسب دستگاه و نوع آنالیز مورد استفاده، هر کدام از حالت‌های زیر ممکن است، مورد استفاده قرار گیرند. پرتو الکترونی برخوردی به نمونه می‌تواند از نمونه عبور کند. از این حالت در دستگاه میکروسکوپ الکترونی عبوری، برای تصویربرداری استفاده می‌شود.
انواع پراکندگی الکترون:
پراکندگی(تفرق) الاستیک: تغییرجهت حرکت پرتوی الکترونی ضمن از دست دادن مقدار قابل اغماضی انرژی. پراکندگی الاستیکی عمدتا در برخورد پرتوی الکترونی با هسته ی اتم رخ می دهد و باعث انحراف قابل توجهی در مسیر پرتوی الکترونی ورودی به ماده می شود.
پراکندگی(تفرق) غیر الاستیک: از دست دادن انرژی و تغییر قابل اغماض جهت حرکت پرتوی الکترونی. پراکندگی غیر الاستیکی از طریق دو مکانیزم اتفاق می افتد: پراکندگی غیر الاستیکی در برخورد با الکترون های باندهای الکترونی اتم ماده و پراکندگی غیر الاستیکی در برخورد با هسته ی اتم.
الکترون‌های برخوردی می‌توانند پس از برهمکنش درون نمونه، بازگشت داده شوند. به این الکترون‌ها، الکترون‌های برگشتی گفته می‌شود. الکترون‌های ثانویه به آن‌هایی گفته می‌شود که در اثر برخورد پرتو اولیه با نمونه، از نمونه ساطع می‌شوند. این دو نوع الکترون در تصویربرداری با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده می‌شوند.
