掃描電鏡和電子探針儀所應用的主要信號

　　電子束與樣品相互作用產生的各種信號是掃描電鏡獲得廣泛應用的基礎。本文重點講述掃描電鏡和電子探針儀所應用的主要信號，探討每種信號的成因、取樣區(qū)域和攜帶信息。

　　掃描電鏡和電子探針儀

　　在掃描電鏡鏡筒中，電子束通過電磁透鏡聚焦和電場加速，人射到樣品中，束電子與樣品原子核或核外電子發(fā)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(fā)生變化，從而產生各種反映樣品特征的信號。掃描電鏡和電子探針儀利用相應的探測器檢測這些信號，獲得樣品的不同特征。相互作用過程可大致分為彈性散射過程和非彈性散射過程兩類。圖所示為E。能量的高能電子與樣品原子相互碰撞后發(fā)生的兩個散射過程。

　　彈性散射過程

　　高能入射電子與原子核發(fā)生碰撞或作用，由于原子核的質量比電子大得多，入射電子受到原子核的散射，發(fā)生彈性散射過程：掃描電鏡和電子探針儀電子的運動速度v的方向分量改變，從而改變了運動方向，但v的絕對值保持不變，其動能E=號m’不變，m。為電子質量，如圖2-1a所示。在這個過程中只有不到1kV的能量由束電子傳送到樣品中，這與一般為10kV以上的人射電子能量相比可以忽略不計，掃描電鏡和電子探針儀因此在散射過程后的瞬間能量E=E。，電子束偏離入射方向的角度為p，其典型值為5°，被偏轉范圍從0°~180°變化。樣品中產生的彈性背散射電子就是彈性散射的產物，它基本上保持了人射電子的能量。