在SEM的运作过程中，电子束与样品表面的交互作用产生了一系列信号，这些信号各自携带着关于样品特性的独特信息。背散射电子的图像能够反映出样品中原子序数的变化；二次电子则提供了样品表面的形貌细节；阴极发光揭示了样品的电子结构和化学成分；透射电子则能够揭示样品的内部结构和晶体学特征。除此之外，X射线也是SEM中一个重要的信号来源。

每个原子都拥有特定的电子排布，这些电子占据着不同的能级轨道，每个轨道具有独特的能量状态。

在SEM中，X射线的产生过程包括两个主要步骤。

首先，电子束与样品接触，将能量传递给样品原子的电子，使得这些电子能够跃迁到更高能级的轨道，或者从原子中脱离出来，留下空位。这些空位带有正电荷，会吸引更高能级轨道上的电子来填补。

当高能级轨道上的电子填充到低能级轨道的空位时，两者之间的能量差以X射线的形式释放出来。X射线的能量差特征反映了原子序数，是元素的特有属性，因此X射线可以作为识别样品中元素类型的“指纹”。

与BSE、SE和透射电子（TE）不同，X射线作为一种电磁辐射，由光子组成，类似于光。现代的EDX系统通常采用硅漂移探测器（SDD）来检测X射线。这些探测器相较于传统的Si（Li）探测器，具有更高的计数率、更好的分辨率和更快的分析速度。SDD探测器被放置在接近样品的特定角度，能够测量X射线的光子能量。探测器与样品之间的立体角越大，X射线的检测概率越高，从而提高了获得高质量结果的可能性。

EDX分析产生的数据以光谱形式展现，其中包含了样品中各种元素对应的特征峰值。在典型的EDX光谱图中，y轴表示X射线的光子数量，而x轴代表X射线的能量。光谱中峰的位置对应于特定的元素，而峰的高度则有助于量化样品中各元素的浓度。EDX技术不仅能够定性分析样品中的元素类型，还能定量分析各元素的浓度百分比。大多数SEM配备的专用软件能够自动识别这些峰值，并计算出样品中各元素的原子百分比。

EDX技术的一个显著优势在于其非破坏性的分析特性，这意味着在分析过程中几乎不需要对样品进行任何制备，样品的原始状态得以保持。这对于珍贵或不可再生的样品来说尤为重要，因为它允许研究者在不损害样品的情况下进行分析。

总体而言，扫描电子显微镜中的能谱（EDX）技术为我们提供了一种深入了解样品元素组成的强大工具。