10.1高能电子束与固体样品的相互作用 入射电子束 特征X射线 背散射电子 俄歇电子 阴极荧光 二次电子 吸收电子 y(试样吸收电流) 束感生电效应 透射电子 图10-1高能电子束与固体样品的相互作用
6 10.1 高能电子束与固体样品的相互作用
10.1高能电子束与固体样品的相互作用 101.1背散射电子 入射电子中与试样表层原子碰撞发生弹性和非弹性散射后 从试样表面反射回来的那部分一次电子统称为背散射电子。发 生弹性碰撞时,入射的高速电子从试样原子核旁经过,在核电 荷的作用下,其运动方向发生偏斜,但能量几乎没有变化。偏 转角度(也称散射角度)的大小与试样原子的核电荷量的多少有 关,也与入射电子的能量(即速度)有关(见图10-2)。发生非弹性 散射时,入射的高速电子向前运动到十分靠近某个核外电子处, 在电场力的作用下把自身的一部分能量转移给核外电子,使它 或者摆脱原子核的束缚而飞离出去,或者被激发到该原子的高 能态轨道上去
7 10.1 高能电子束与固体样品的相互作用 ❖ 10.1.1 背散射电子 入射电子中与试样表层原子碰撞发生弹性和非弹性散射后 从试样表面反射回来的那部分一次电子统称为背散射电子。发 生弹性碰撞时，入射的高速电子从试样原子核旁经过，在核电 荷的作用下，其运动方向发生偏斜，但能量几乎没有变化。偏 转角度(也称散射角度)的大小与试样原子的核电荷量的多少有 关，也与入射电子的能量(即速度)有关(见图10-2)。发生非弹性 散射时，入射的高速电子向前运动到十分靠近某个核外电子处， 在电场力的作用下把自身的一部分能量转移给核外电子，使它 或者摆脱原子核的束缚而飞离出去，或者被激发到该原子的高 能态轨道上去
10.1高能电子束与固体样品的相互作用 101.1背散射电子 由图10-2可以看到,入射电 子本身的运动方向也要发生某 种程度的偏斜。但是非弹性散 射的角度要比弹性散射的角度 小得多。 弹性揿射 非弹性散射 图10-2入射电∫的弹性散射与非弹性散射
8 10.1 高能电子束与固体样品的相互作用 ❖ 10.1.1 背散射电子 由图10-2可以看到，入射电 子本身的运动方向也要发生某 种程度的偏斜。但是非弹性散 射的角度要比弹性散射的角度 小得多
10.1高能电子束与固体样品的相互作用 101.1背散射电子 弹性背散射电子是只受到试样原子核单次或很少次大角度 弹性散射后反射回来的入射电子,其能量没有发生变化。通常 把能量稍有变化的反射电子也归于这一类。 非弹性背散射电子是指那些经过几十次或上百次的非弹性 碰撞(也许含有几次弹性碰撞)后,最终仍然从样品表面反射回 来的入射电子。它们的能量高于50eV。 背散射电子反射回来时的方向是不规则的。它们的数量则 与入射角和样品的平均原子序数z有关。z越大,被散射的入 射电子也越多。背散射电子的发射深度约为10nm~1um
9 10.1 高能电子束与固体样品的相互作用 ❖ 10.1.1 背散射电子 弹性背散射电子是只受到试样原子核单次或很少次大角度 弹性散射后反射回来的入射电子，其能量没有发生变化。通常 把能量稍有变化的反射电子也归于这一类。 非弹性背散射电子是指那些经过几十次或上百次的非弹性 碰撞(也许含有几次弹性碰撞)后，最终仍然从样品表面反射回 来的入射电子。它们的能量高于50eV。 背散射电子反射回来时的方向是不规则的。它们的数量则 与入射角和样品的平均原子序数 有关。 越大，被散射的入 射电子也越多。背散射电子的发射深度约为10nm～1m。 Z Z
10.1高能电子束与固体样品的相互作用 101.2二次电子 进入样品表面的部分一次电子能使样品原子发生单电子激 发,并将其轰击出来。那些被轰击出来的电子称为二次电子。 背散射电子在穿出试样表面时,也会激发出一些二次电子,它 们在成像时仅形成本底。 一次电子的能量较低,约为0~50eV,大部分为2~3eV, 其发射深度一般不超过5~10nm。正因为如此,试样深处激发 的二次电子没有足够的能量逸出表面。二次电子的发射与试样 表面的形貌及物理、化学性质有关,所以二次电子像能显示出 试样表面丰富的细微结构 10
10 10.1 高能电子束与固体样品的相互作用 ❖ 10.1.2 二次电子 进入样品表面的部分一次电子能使样品原子发生单电子激 发，并将其轰击出来。那些被轰击出来的电子称为二次电子。 背散射电子在穿出试样表面时，也会激发出一些二次电子，它 们在成像时仅形成本底。 一次电子的能量较低，约为0～50eV，大部分为2～3eV， 其发射深度一般不超过5～10nm。正因为如此，试样深处激发 的二次电子没有足够的能量逸出表面。二次电子的发射与试样 表面的形貌及物理、化学性质有关，所以二次电子像能显示出 试样表面丰富的细微结构