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掃描電鏡中的二次電子分析

來源:國儀量子技術(shù)(合肥)股份有限公司   2020年11月24日 11:20  
  掃描電鏡中的二次電子分析
  如果在樣品的上方安裝一個環(huán)形電子檢測器,用于搜集從樣品出射的能量在0~E。范圍內(nèi)的電子,可以獲得一條類似圖的曲線,橫坐標(biāo)為出射電子能量E,縱坐標(biāo)為電子數(shù)量N。曲線最右端E。處是彈性背散射電子峰,僅占一小部分,大部分背散射電子在E。左邊I區(qū)域,其能量損失小于40%,對于多數(shù)中等和高原子序數(shù)的樣品出射的背散射電子落在這個隆起部位,而小部分能量損失大于40%的背散射電子處于區(qū)域Ⅱ,形成了曲線的尾部,如果把曲線向左外推到0能量處,其檢測到的電子數(shù)目應(yīng)為零,但實際不然,在能量小于50eV區(qū)域,即在區(qū)域Ⅲ范圍,樣品發(fā)射的電子數(shù)目顯著增加,形成一個高峰,這就是二次電子峰。二次電子是指從樣品中出射的能量小于50eV的電子。某些能量損失大的背散射電子也可能處于這個范圍內(nèi),但所占的比例不大。
  二次電子的成因是由于高能入射電子與樣品原子核外電子相互作用,使核外電子電離所造成。尤其是外層電子與原子核結(jié)合力較弱,被大量電離形成自由電子,如果這種過程發(fā)生在樣品表層,自由電子只要克服材料的逸出功,就能離開樣品,成為二次電子。對于金屬,價電子結(jié)合能很小,約為10eV,其電離的幾率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于內(nèi)殼層電子,樣品吸收一個高能電子,就能產(chǎn)生多個二次電子。二次電子絕大部分為價電子。人射電子在樣品深處同樣產(chǎn)生二次電子,但由于二次電子能量小,不能出射。出射的二次電子只限于樣品的表層,其范圍與入射電子束直徑相當(dāng),取樣深度根據(jù)計算得到小于10nm的范圍。因此用二次電子成像分勢率高,能夠*反映樣品的表面形貌特征。

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