在掃描電子顯微鏡SEM中需要 高真空環境，主要原因有以下幾個方面：

防止電子與空氣分子碰撞

SEM 的成像依靠電子束掃描樣品。若環境中存在較多空氣分子，電子會與氣體分子發生散射和能量損失，導致電子束發散、分辨率下降，無法形成清晰圖像。

高真空能大大減小電子散射幾率，保證電子束聚焦成細小光斑，提高成像清晰度和分辨率。

保護電子槍的工作穩定性

SEM 常用的電子源（熱電子發射燈絲、場發射槍等）需要高真空條件才能正常工作。

如果真空不足，燈絲容易被氣體分子氧化或污染，壽命縮短；而場發射槍對真空要求更高（通常需 10?? Pa 甚至更高真空），否則發射端會迅速被污染失效。

保證樣品表面與探測器信號的準確性

SEM 成像依賴于樣品與電子束相互作用產生的二次電子、背散射電子等信號。若存在殘余氣體分子，這些信號電子會與氣體碰撞，被散射或吸收，從而降低探測效率，影響圖像對比度和信噪比。

同時，真空不足時殘余氣體還可能在樣品表面沉積，導致樣品表面污染，改變成像效果。

避免放電和弧光現象

在電子光學系統中，高電壓（如加速電壓可達幾 kV 到幾十 kV）與氣體分子共存會容易引發電離放電現象，損壞儀器。

高真空能顯著降低這種風險，保證 SEM 長時間穩定運行。