3电子与物质的交互作用
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弹性散射是电子衍射及成像 的基础
核外电子的非弹性散射
一个运动的电子靠 近孤立的电子时， 由于库仑力的排斥 作用，电子将向反 方向偏转，偏转角-，的大小取决 于re 的大小
非弹性散射
核外电子的非弹性散射
电子质量=电子的质量，电子偏转时有能
量的变化，此偏转可视为非弹性散射。
在(re)2 圆面积内的散射，散射角，
弹性散射
一个运动的电子靠近孤 立的原子核时，由于库仑 力的作用，电子将向核方 向偏转，偏转角--， 的 大小取决于rn 的大小
弹性散射
弹性散射
核质量电子的质量，此偏 转可视为弹性散射，则偏转 角称为散射角
在(rn)2 圆面积内的散射，散 射角 ，称(rn)2 为散射角 大于的核弹性散射截面
适用于做表面成分分析
（6）透射电子
如果样品是薄膜，例如厚度为几十 至几百纳米，比入射电子的有效穿透深 度小得多，就会有相当数量的入射电子 穿透样品。
电子的透射率随散射体厚度的增加而减 小
质厚衬度效应
样品上的不同微区无论是质量还 是厚度的差别，均可引起相应区域 透射电子强度的的改变，从而在图 像上形成亮暗不同的区域。
用X射线探测器探测表面微区存 在的相应元素
（5）俄歇电子
定义：入射电子在激发特征X射线
过程中，若试样中原子核外内层电 子被激发，外层电子跃迁填补内层 空位时能量的释放将相邻的电子激 发出去。
（5）俄歇电子
俄歇电子的能量在50~1500eV范围内， 只有在距离表面1nm左右范围内的 俄歇电子才能逸出表面
质厚衬度效应
由电子束穿过非晶体试样各点的厚度不同 而产生的
由重金属原子投影非晶体试样引起的质量 差异而产生的
衍射效应
入射电子束通常都是波长恒定的单色平面波， 照射到晶体样品上时会与晶体物质发生弹性相干散射， 使之在一些特定的方向由于相位相同而加强，但在其 他方向却减弱，这种现象称为衍射。
由布拉格方程：
1.1 散射的基本概念
弹性散射:电子只改变运动方向，基本无能量 变化。 非弹性散射--原子对入射电子的散射
电子不仅改变运动方向，能量也有不同程 度衰减。被散射电子的波长改变，损失的能 量导致物体内部的某些激发效应，其表现形 式可以是次级电子、俄歇电子、标识和连续 X射线、热辐射、紫外和可见光区域的光子 等，也可以是等离子体激元的激发。
2dsi n
d—样品晶体的晶面间距；λ—入射电子波长； θ—入射束与晶面的掠射角
衍射衬度效应
由于试样各晶面相对入射束的取向不 同而引起的 衍射强度的差异
谢谢
30
用吸收电流成像，同样可以得到原子序数 不同的元素在样品上各微区定性的分布情况。
图像的衬度正好与背散射电子图像相反
（4）特征X射线
当试样内原子核外的内层 电子被激发时，外层电子跃迁 而填补内层空位时就会 释放 特征X射线。
（4）特征X射线
特征X射线一般在试样内的 500nm-5000nm深处发生
称(re)2 为散射角大于的非弹性散射截面。
核外电子的非弹性散射
原子中核外电子对入射电子的散射所损 失的能量部分转变为热，部分使物质中原子 发生电离或形成自由载流子，并伴随着产生 各种有用信息，如二次电子、俄歇电子、特 征X射线、特征能量损失电子、阴极发光、 电子感生电导等
1.2 高能电子与样品物质交互作 用产生的电子信息
背散射电子在试样内部接近完全扩 散，其广度较入射电子束直径大若干 倍，它可从试样较深部位逸出。
特点： 1：对样品物质的原子序数敏感 2：分辨率及信号收集率较低
（2）二次电子
定义： 在入射电
子的轰击下被 迫离开试样表 面的试样的核 外电子。
（2）二次电子
二次电子的能量小于50 eV，所以只有试样 表层下5~10nm范围内激发出的二次电子， 才有可能逸出试样表面
二次电子发射的广度与入射电子束直径相 差无几，它对试样表面形貌敏感
主要用于显示试样的表面形貌
（3）吸收电子
定义：入射电子射入试样后，经多 次非弹性散射后能量消耗殆尽而 形成吸收电子被试样吸收
（3）吸收电子
在试样和地之间接入mA计进行放大，可 检出吸收电子产生的电流 吸收电子像用于显示样品表面形貌和样品 表面元素分布状态
（1）背散射电子
定义：入射电子在试样 内经过一次或几次大角 度弹性散射或非弹性散 射后离开试样表面的电 子。
wk.baidu.com
（1）背散射电子
背散射电子的产生范围在0.1~1µm，这是
由于背散射电子具有较高的能量，所以可在试样较深 部位散射出试样表面。
背散射电子的产额随试样原子序数的 增加而增加。
（1）背散射电子
核外电子的非弹性散射
一个运动的电子靠 近孤立的电子时， 由于库仑力的排斥 作用，电子将向反 方向偏转，偏转角-，的大小取决 于re 的大小
非弹性散射
核外电子的非弹性散射
电子质量=电子的质量，电子偏转时有能
量的变化，此偏转可视为非弹性散射。
在(re)2 圆面积内的散射，散射角，
弹性散射
一个运动的电子靠近孤 立的原子核时，由于库仑 力的作用，电子将向核方 向偏转，偏转角--， 的 大小取决于rn 的大小
弹性散射
弹性散射
核质量电子的质量，此偏 转可视为弹性散射，则偏转 角称为散射角
在(rn)2 圆面积内的散射，散 射角 ，称(rn)2 为散射角 大于的核弹性散射截面
适用于做表面成分分析
（6）透射电子
如果样品是薄膜，例如厚度为几十 至几百纳米，比入射电子的有效穿透深 度小得多，就会有相当数量的入射电子 穿透样品。
电子的透射率随散射体厚度的增加而减 小
质厚衬度效应
样品上的不同微区无论是质量还 是厚度的差别，均可引起相应区域 透射电子强度的的改变，从而在图 像上形成亮暗不同的区域。
用X射线探测器探测表面微区存 在的相应元素
（5）俄歇电子
定义：入射电子在激发特征X射线
过程中，若试样中原子核外内层电 子被激发，外层电子跃迁填补内层 空位时能量的释放将相邻的电子激 发出去。
（5）俄歇电子
俄歇电子的能量在50~1500eV范围内， 只有在距离表面1nm左右范围内的 俄歇电子才能逸出表面
质厚衬度效应
由电子束穿过非晶体试样各点的厚度不同 而产生的
由重金属原子投影非晶体试样引起的质量 差异而产生的
衍射效应
入射电子束通常都是波长恒定的单色平面波， 照射到晶体样品上时会与晶体物质发生弹性相干散射， 使之在一些特定的方向由于相位相同而加强，但在其 他方向却减弱，这种现象称为衍射。
由布拉格方程：
1.1 散射的基本概念
弹性散射:电子只改变运动方向，基本无能量 变化。 非弹性散射--原子对入射电子的散射
电子不仅改变运动方向，能量也有不同程 度衰减。被散射电子的波长改变，损失的能 量导致物体内部的某些激发效应，其表现形 式可以是次级电子、俄歇电子、标识和连续 X射线、热辐射、紫外和可见光区域的光子 等，也可以是等离子体激元的激发。
2dsi n
d—样品晶体的晶面间距；λ—入射电子波长； θ—入射束与晶面的掠射角
衍射衬度效应
由于试样各晶面相对入射束的取向不 同而引起的 衍射强度的差异
谢谢
30
用吸收电流成像，同样可以得到原子序数 不同的元素在样品上各微区定性的分布情况。
图像的衬度正好与背散射电子图像相反
（4）特征X射线
当试样内原子核外的内层 电子被激发时，外层电子跃迁 而填补内层空位时就会 释放 特征X射线。
（4）特征X射线
特征X射线一般在试样内的 500nm-5000nm深处发生
称(re)2 为散射角大于的非弹性散射截面。
核外电子的非弹性散射
原子中核外电子对入射电子的散射所损 失的能量部分转变为热，部分使物质中原子 发生电离或形成自由载流子，并伴随着产生 各种有用信息，如二次电子、俄歇电子、特 征X射线、特征能量损失电子、阴极发光、 电子感生电导等
1.2 高能电子与样品物质交互作 用产生的电子信息
背散射电子在试样内部接近完全扩 散，其广度较入射电子束直径大若干 倍，它可从试样较深部位逸出。
特点： 1：对样品物质的原子序数敏感 2：分辨率及信号收集率较低
（2）二次电子
定义： 在入射电
子的轰击下被 迫离开试样表 面的试样的核 外电子。
（2）二次电子
二次电子的能量小于50 eV，所以只有试样 表层下5~10nm范围内激发出的二次电子， 才有可能逸出试样表面
二次电子发射的广度与入射电子束直径相 差无几，它对试样表面形貌敏感
主要用于显示试样的表面形貌
（3）吸收电子
定义：入射电子射入试样后，经多 次非弹性散射后能量消耗殆尽而 形成吸收电子被试样吸收
（3）吸收电子
在试样和地之间接入mA计进行放大，可 检出吸收电子产生的电流 吸收电子像用于显示样品表面形貌和样品 表面元素分布状态
（1）背散射电子
定义：入射电子在试样 内经过一次或几次大角 度弹性散射或非弹性散 射后离开试样表面的电 子。
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（1）背散射电子
背散射电子的产生范围在0.1~1µm，这是
由于背散射电子具有较高的能量，所以可在试样较深 部位散射出试样表面。
背散射电子的产额随试样原子序数的 增加而增加。
（1）背散射电子