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sem掃描電鏡電子束與樣品的相互作用介紹

發布日期: 2022-06-01
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  sem掃描電鏡利用細聚焦電子束在樣品表面逐點掃描,與樣品相互作用產行各種物理信號,這些信號經檢測器接收、放大并轉換成調制信號,在熒光屏上顯示反映樣品表面各種特征的圖像。
 
  sem掃描電鏡從電子槍陰極發出的直徑20-30nm的電子束,受到陰陽極之間的加速電壓的作用,射向鏡筒。經過聚光鏡和物鏡聚焦后,形成一個具有一定能量、強度和斑點直徑的入射電子束。在物鏡上部掃描線圈產生的磁場作用下,入射電子束按一定時間、空間順序作光柵式掃描。由于入射電子與樣品之間的相互作用,從樣品中激發出的信號被不同的檢測器收集,并成像。
 
  sem掃描電鏡電子槍發射的電子束在鏡筒中,通過電磁透鏡聚焦和電場加速,入射到樣品中,束電子與樣品原子核或核外電子發生多種相互作用,而被散射,引起束電子的運動方向或能量(或兩者同時)發生變化,從而產生各種反映樣品特征的信號。這些信號包括二次電子、背散射電子、吸收電子、透射電子、俄歇電子、電子電動勢、陰極熒光、X射線等,這些信號能夠表征固體表面或內部的某些物理或化學性質。
 
  電子與樣品的相互作用過程可分成彈性散射和非彈性散射過程兩類。彈性散射與非彈性散射過程是同時發生的,前者使束電子偏離原來運動方向,并使電子在樣品內部羅三,后者使電子能量逐漸減少直至被樣品全部吸收,因此限制了電子束的擴散范圍,電子束的能量完全沉積在擴散區內,同時產生大量可檢測的二次輻射,這個區域稱為相互作用區。相互作用區可以通過實驗直接觀察或由Monte Calro計算法得到。通常,電子束能量越強,電子入射深度越深,相互作用區越大,樣品的原子序數越大,束電子在每走過單位距離所經受的彈性散射事件越多,其平均散射角度大,在樣品中的穿透深度越淺。
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