电子与物质的交互作用.pptVIP

(3)多功能分析装置：如附加电子能量分析仪(electronanalyzer，EA)可监定微区域的化学组成。(4)场发射电子光源:具高亮度及契合性，电子束可小至1nm。除适用于微区域成份分析外，更有潜力发展三度空间全像术(holography)。第59页，共83页，星期日，2025年，2月5日第27页，共83页，星期日，2025年，2月5日2)空间分辨率高如图6-3所示，入射电子束进入样品表面后，由于受到原子核及核外电子的散射，其作用范围有所扩展。尽管在电子的有效作用深度内都可产生二次电子，但由于其能量很低，只有在接近表面10nm以内的二次电子才能逸出表面，成为可以接收的信号。这种信号反映的是一个与入射束直径相当的、很小体积范围的形貌特征，具有较高的空间分辨率。目前扫描电镜中二次电子成像的分辨率可达3~6nm之间，透射电镜可达2~3nm。第28页，共83页，星期日，2025年，2月5日第29页，共83页，星期日，2025年，2月5日3、信号收集效率高二次电子信号和其它信号都是以照射点为中心向四面八方发射的，其中在样品表面以上的半个球体内的信号是可能被收集到的。但由于检测仪器结构等原因，实际收集到的信号只有很少一部分。因此，为了提高信噪比，须尽量提高信号收集效率。二次电子易受电场影响，因此，用在检测器上加5-10KV的正电压，从而使表面上凹凸处都能显示出来。二次电子信息是扫描电镜成像的主要手段。第30页，共83页，星期日，2025年，2月5日6.2.2背散射电子（BE）背散射电子：入射电子累计散射角超过90o，重新从表面逸出，称为背散射电子。在样品的上方安放接收器，可以检测到电子数目按能量分布绘制的电子能谱曲线。第31页，共83页，星期日，2025年，2月5日E0处是弹性散射峰，50eV的低能端较宽的二次电子峰，之间是非弹性散射电子构成的背景，用高灵敏度的检测装置，可发现其中仍有微弱电子峰，它们是俄歇电子峰及特征能量损失峰。第32页，共83页，星期日，2025年，2月5日我们这里要利用的是那些能量较高，接近于E0的背散射电子。其特点如下：①、对样品物质的原子序数敏感背散射电子产生额（发射效率）δBE随原子序数Z的增大而增加，如图6-5所示。因此，背散射电子像的衬度与样品上各微区的成分密切相关，从而可显示金属中各种相的分布情况。②、分辨率及信号收集率较低背散射电子的成像的空间分辨率通常只能达到100nm。但是近年来，采用半导体环形检测器，分辨率可提高到6nm。第33页，共83页，星期日，2025年，2月5日第34页，共83页，星期日，2025年，2月5日6.2.3吸收电子(AE)当样品厚到一定程度时(微米数量级)，入射电子经过多次非弹性散射后,能量耗尽，无力穿透样品，也不逸出表面的电子就是吸收电子。吸收电流信号：通过高灵敏度的电流表使样品接地，就能检测到样品对地电流的大小，该信号即为吸收电流信号。背散射电子（含二次电子）与吸收电子的和是相对恒定的，两者在数量上是互补关系。Z增大，背散射电子增加，吸收电子减少。因此，用吸收电流成像，同样可以得到样品上的微区成像，只是其衬度与背散射电子相反。第35页，共83页，星期日，2025年，2月5日6.2.4特征X射线及俄歇电子特征X射线：一个原子在入射电子的作用下失掉一个K层电子，它就处于K激发状态，当一个L2层电子填补了这个空位以后，K电离变为L2电离，其能量有由EK变为EL，能量释放出来，这部分能量产生的X射线就称特征X射线，如图6-6a，b(p73)所示。其波长：EK–EL2=hc/λkα（6-5）上式中，由于EK和EL都有特定值，随元素的不同而异，所以产生的X射线为特征X射线。莫塞莱定律：如果特征X射线叠加在连续X射线上，则可进行成分分析和晶体结构研究。特征X射线与原子序数的关系是：(6-6)因σ是一个常数，当λ一定，就能得出定性或定量分析结果。第36页，共83页，星期日，2025年，2月5日第37页，共83页，星期日，2025年，2月5日前述K层电子复位释放出的能量EK–EL，还能继续产生电离，使另外一核外电子脱离原子变成二次电子。如EK–EL2EL,它可能使L2,L3,M,N层以及导带V上的电子逸出，产生相应的电子空位，使L2层电子逸出的能量略大于KL，既要产生L2层电子空位，还有逸出功，这种能量仍然只随元素的不同而不同，具有这种特征能量值的电子称俄歇电子。如图6-6c所示。俄歇电子（AUE）：第38页，共83页，星期日，2025年，2月5日第39页，共83页，星期日，2025年，2月5日