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透射电子的特性与影响因素分析

时间:2023-06-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:当样品厚度超过有效穿透深度后,透射系数等于零。这就是说,对于大块试样,样品同一部位的吸收系数、背散射系数和二次电子发射系数三者之间存在互补关系。图2―2铜样品η、δ、α及τ系数与ρt之间关系

透射电子的特性与影响因素分析

如果被分析的样品很薄,那么就会有一部分入射电子穿过薄样品而成为透射电子。这里所指的透射电子是采用扫描透射操作方式对薄样品成像和微区成分分析时形成的透射电子。这种透射电子是由直径很小(<10nm)的高能电子束照射薄样品时产生的,因此,透射电子信号是由微区的厚度、成分和晶体结构来决定。透射电子中除了有能量和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,其中有些遭受特征能量损失ΔE的非弹性散射电子(即特征能量损失电子)和分析区域的成分有关,因此,可以利用特征能量损失电子配合电子能量分析器来进行微区成分分析。

综上所述,如果使样品接地保持电中性,那么入射电子激发固体样品产生的4种电子信号强度与入射电子强度之间必然满足以下关系,即

式中,ib为背散射电子信号强度;is二次电子信号强度;ia为吸收电子(或样品电流)信号强度;it为透射电子信号强度。

或把式(2―1)改写为(www.xing528.com)

式中,η为背散射系数,η=ib/i0;δ为二次电子产额(或发射系数),δ=is/i0;α为吸收系数,α=ia/i0;τ为透射系数,τ=it/i0

对于给定的材料,当入射电子能量和强度一定时,上述4项系数与样品质量厚度之间的关系,如图2―2所示。从图上可看到,随样品质量厚度ρt的增大,透射系数τ下降,而吸收系数α增大。当样品厚度超过有效穿透深度后,透射系数等于零。这就是说,对于大块试样,样品同一部位的吸收系数、背散射系数和二次电子发射系数三者之间存在互补关系。背散射电子信号强度、二次电子信号强度和吸收电子信号强度分别与η、δ和α成正比,但由于二次电子信号强度与样品原子序数没有确定的关系,因此可以认为,如果样品微区背散射电子信号强度大,则吸收电子信号强度小,反之亦然。

图2―2 铜样品η、δ、α及τ系数与ρt之间关系(入射电子能量E0=10keV)

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