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        掃描電鏡中背散射電子的特點和作用

        日期:2022-05-25

        掃描電鏡的電子束轟擊試樣表面時,電子束會進入試樣內部,產生散射現象,電子束在散射后會改變前進方向,而且還會損失部分能量,隨之而來產生各種其他信息,如熱、俄歇電子、X射線、可見光、二次電子、背散射電子等。

        臺式掃描電鏡1.jpg

        當入射電子與試樣相互作用后,其中有一部分電子會返回表面逸出,則這部分被返回表面逸出的原入射電子被稱為背散射電子。在實際成像過程中,通常以能量大小對電子信息進行分類,能量大于50eV而小于入射束能量E0的電子稱為背散射電子,大部分背散射電子的能量約為原入射能量E0的0.7~0.9倍。利用背散射電子來成像所獲得的圖像稱為背散射電子像。背散射電子像在電鏡成像中的使用率和圖像的分辨力也都比較高,僅次于一次電子像。

        背散射電子像具有下列基本性質和特點:

        (1)其成像信息主要來自于返回試樣表面的原一次電子,大部分電子的能量基本接近于原入射電子的能量。

        (2)由于入射電子在試樣中產生背散射電子的區域比二次電子的區域深、范圍大,故背散射電子像的幾何分辨力遠不如二次電子像,對于中等或以上元素的分辨力與二次像相比約差2.5倍以上。

        (3)由于背散射電子的能量較大,故其出射方向基本不受試樣表面弱電場的影響,而且類似于點光源的形式以直線方式沿其徑向軌跡散射開來。因此,只有出射方向正對著探測器的背散射電子才可以進入探測器中。當背散射探測器的有效面積所覆蓋的立體角越大時,其接收效率越高,信噪比也越好,圖像分辨力越能得到改善。

        (4)背散射電子的空間角度分布與入射電子和試樣表面的入射角有關。

        (5)高角度(>30°)的背散射像適宜于顯示原子序數襯度;低角度(<30°)的背散射像適宜于顯示試樣表面的幾何形貌襯度。

        在掃描電鏡中,非彈性散射的背散射電子的能量分布范圍很寬,從幾十eV到幾十千eV。從數量上看,彈性背散射電子所占的份額遠比非彈性背散射電子多。

        背散射電子的激發深度隨加速電壓的升高而增大,對于中等原子序數的元素來說,背散射電子的產生深度主要來自于距試樣表面約lum深度內的信息,輕元素和超輕元素試樣的背散射電子的產生深度可達試樣表面以下2~3um。在一定的加速電壓下,由于背散射電子的產額基本上隨試樣原子序數的增高而增加。所以,利用背散射電子作為成像信號不僅能分析試樣形貌特征(純形貌像),而且還可用于顯示試樣化學組分的組成特征(原子序數襯度像),在一定的范圍內能粗略進行定性分析試樣表面的化學組分分布狀況。

        以上就是澤攸科技小編介紹的掃描電鏡中背散射電子的特點和作用。秉承操作便捷、快速成像、性能穩定的設計目標,澤攸科技自主研發了ZEM15臺式掃描電鏡,更多關于掃描電鏡的問題請咨詢18817557412(微信同號)。


        臺式掃描電鏡


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        作者:澤攸科技


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