第十一电子与物质的相互作用.pptVIP

* 三、电子束与物质的相互作用区 电子与物质的相互作用区：即电子在样品中的扩散区，就是在散射的过程中，入射电子在样品中穿透的深度和侧向扩散的范围。 横向扩散：弹性散射使入射电子运动方向发生偏离，引起电子在样品中的横向扩散； 深度扩散：非弹性散射不仅使入射电子改变运动方向，同时也使其能量不断衰减，直至被样品所吸收，从而限制了电子在样品中的扩散范围。 相互作用区的形状、大小：主要取决于作用区内样品物质元素的原子序数、入射电子的能量（加速电压）和样品的倾斜角效应。 * 三、电子束与物质的相互作用区 3.1 原子序数的影响 电子—原子核弹性散射截面： 高原子序数样品：电子在单位距离内经历的弹性散射比低原子序数样品更多，其平均散射角也较大。电子运动的轨迹更容易偏离起始方向，在固体中的穿透深度也随之减少； 低原子序数样品：电子偏离原方向的程度较小，穿透得较深； 形状明显地随原子序数而改变，从低原子序数的梨型（滴状）变为高原子序数的近似半球型。 * 三、电子束与物质的相互作用区 3.2 入射电子能量的影响 对于同一物质的样品，作用区的尺寸正比于入射电子的能量； 随着入射电子能量的增大，相互作用区的横向和纵向尺寸随之成比例地增大，其形状无明显的变化。 * 四、电子束与样品相互作用产生的信号 1. 背散射电子(Backscattering electron简称B.E) 概念：背散射电子是被固体样品反弹回来的入射电子，包括弹性背散射电子和非弹性背散射电子。 弹性背散射电子的能量几乎没有损失，而非弹性背散射电子的能量有不同程度的损失。 * 四、电子束与样品相互作用产生的信号 特点：总的来说，背散射电子的能量较高，等于或接近入射电子的能量。其产率随试样原子序数的增大而增大。 用途：在扫描电镜和电子探针中，用背散射电子可以获得试样的表面形貌像和成分像。 SiC晶须增韧ZrB2复合材料的显微组织 * 四、电子束与样品相互作用产生的信号 2．二次电子(Secondary electron简称S.E) 概念：在入射电子的撞击下，核外电子脱离原子核的束缚，逸出试样表面成为自由电子称为二次电子。 特点：二次电子的能量较低(小于50eV)，产生范围小（仅在试样表面10nm层内产生）；产率与试样的表面形状密切相关，对试样的表面状态非常敏感，能很好地反映试样的表面形貌。 用途：在扫描电镜中用来获取试样的表面形貌像。 * 四、电子束与样品相互作用产生的信号 * 四、电子束与样品相互作用产生的信号 * 四、电子束与样品相互作用产生的信号 3．吸收电子(Absorption electron简称A.E) 概念：被试样吸收掉的入射电子称为吸收电子。 特点：吸收电子的数量与试样的厚度、密度、组成试样的原子序数有关。试样的厚度越大、密度越大，原子序数越大，吸收电子的数量就越多。如果试样足够厚，电子不能透过试样，那么入射电子I0与背散射电子IB、二次电子IS和吸收电子IA之间有以下关系 I0=IB+IS+IA 故吸收电子像是二次电子像、背散射电子像的负像。 用途：在扫描电镜中，可以用其获取试样的形貌像、成分像。 * 四、电子束与样品相互作用产生的信号 4．透射电子(Transmission electron简称T.E) 概念：穿透试样的入射电子称为透射电子。 特点：透射电子的数量与试样的厚度和加速电压有关。试样厚度越小，加速电压越高，透过试样的电子数量就越多。试样比较薄的时候，由于有透射电子存在，电子数量的关系为 I0=IB+IS+IA+IT 用途：（1）透射电子是透射电子显微镜要检测的主要信息，用于高倍形貌像观察，高分辨原子、分子、晶格像观察和电子衍射晶体结构分析。 * 四、电子束与样品相互作用产生的信号 4．透射电子(Transmission electron简称T.E) 用途：（2）透射电子中，除了有能量与入射电子相当的弹性散射电子外，还有各种不同能量损失的非弹性散射电子。 其中有些特征能量损失ΔE的非弹性散射电子和分析区域的成分有关，可以用特征能量损失电子配合电子能量分析器进行微区成分分析。 * 四、电子束与样品相互作用产生的信号 5．连续X射线 与X射线管产生连续X射线的原理一样，不同的是，这里作阳极的不是磨光的金属表面，而是试样。当电子束轰击试样表面时，有的电子可能与试样中的原子碰撞一次而停止，而有的电子可能与原子碰撞多次，直到能量消耗殆尽为止。每次碰撞都可能产生一定波长的X射线，由于各次碰撞的时间和能量损失不同，产生的X射线的波长也不相同，加上碰撞的电子极多，因此将产生各种不同波长的X射线——连续X射