نحوه انتشار الکترون مهمترین تفاوت میکروسکوپ FESEM و SEM می باشد. بقیه موارد مانند رفتار الکترون پس از انتشار و برهمکنش الکترون با نمونه تفاوتی ندارد. در SEM انتشار الکترون از جریان الکتریکی برای حرارت دادن فیلمان استفاده می کند که مرسوم ترین فیلمان ها دو ماده تنگستن و هگزابرایدلانتانیوم می باشد. وقتی انرژی حرارتی بتواند بر تابع کار ماده فیلمان غلبه کند، الکترون ها جدا می شوند و پس از عبور از شتابدهنده، به سمت نمونه حرکت می کنند. افزایش حرارت منجر کاهش عمر فیلامان می شود ضمن اینکه الکترون های ساطع شده تمرکز کمتری نسبت به حالت گسیل میدانی دارند. در FESEM به دلیل گسیل میدانی الکترون، از حرارت استفاده نمی شود و به همین دلیل به این روش گسیل کاتدی سرد نیز گفته می شود و در نتیجه مشکلاتی که در بالا در مورد گسیل حرارتی الکترون وجود داشت، برطرف می شود. انداره بیم الکترونی (spot size) در FESEM در مقایسه با SEM کوچکتر است و در نتیجه توزیع انرژی الکترون ها (energy coherency)، یکنواختی بهتری دارد. این موارد منجر به بهبود عملکرد FESEM نسبت به SEM می شود.
نکته مهمی که باید در نظر داشت این است که در ولتاژهای کاری معمول (در حد ۵ کیلوولت و بالاتر) و بزرگنمایی های کم و متوسط (در حدود ۲۰ هزار برابر و بالاتر) معمولا تفاوت محسوسی بین تصاویر آنالیز FESEM و SEM وجود ندارد و همانطور که در بالا هم گفته شد، در مواردی اندازه ذرات کمتر از حدود ۳۰ نانو متر است، تفاوت بین این دو میکروسکوپ آشکار می شود.
شکل 1: تصویری از نانو میله های ZnO که با استفاده از FESEM تصویر برداری شده
