钢铁冶金

背散射电子与二次电子成像的差别

1、二次电子

       二次电子是指被入射电子轰击出来的核外电子。由于原子核和外层价电子间的结合能很小,当原子的核外电子从入射电子获得了大于相应的结合能的能量后,可脱离原子成为自由电子。如果这种散射过程发生在比较接近样品表层处,那些能量大于材料逸出功的自由电子可从样品表面逸出,变成真空中的自由电子,即二次电子。 

       二次电子来自表面5-10nm的区域,能量为0-50eV。 它对样品表面状态非常敏感,能有效地显示样品表面的微观形貌。由于它发自样品表层,入射电子还没有被多次反射,因此产生二次电子的面积与入射电子的照射面积没有多大区别,所以二次电子的分辨率较高,一般可达到几 nm。扫描电镜的分辨率一般就是二次电子分辨率。

2、背散射电子

       背散射电子是指被固体样品原子反射回来的一部分入射电子,其中包括弹性背散射电子和非弹性背散射电子。

       弹性背散射电子是指被样品中原子核反弹回来的,散射角大于 90 度的那些入射电子,其能量基本上没有变化(能量为数千到数万电子伏)。非弹性背散射电子是入射电子和核外电子撞击后产生非弹性散射,不仅能量变化,而且方向也发生变化。非弹性背散射电子的能量范围很宽,从数十电子伏到数千电子伏。

       从数量上看,弹性背散射电子远比非弹性背散射电子所占的份额多。背散射电子的产生范围可达100nm-1μm深度。


3、背散射电子与二次电子成像的区别

       背散射电子产额和二次电子产额与原子序数的关系。背散射电子的产额随原子序数的增加而增加,所以,利用背散射电子作为成像信号不仅能分析形貌特征,也可以用来显示原子序数衬度,定性进行成分分析。




两种电子成像的图像对比

       下图是锡铅镀层的表面图像,分别是二次电子和背散射电子成像。


二次电子成像


背散射电子成像


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