二次电子的特点是什么二次电子的基本原理及其在物理实验中的应用解析二次电子的定义

“二次电子”(SecondaryElectrons,简称SE)是指当高能电子束(称为一次电子或入射电子)轰击材料表面时,从材料表面发射出来的、具有较低能量的电子。

下面内容是二次电子的关键特点和解释:

1.产生机制:

当高能的一次电子(通常来自电子枪)撞击样品表面时,会与样品原子中的电子发生相互影响。

一次电子将其一部分能量传递给样品原子的外层轨道电子或价电子。

如果传递的能量足够大(大于该电子的结合能),这些被激发的电子就能克服材料表面的功函数(逸出功)而逃离样品表面,成为二次电子。

这个经过本质上是一种电离经过。

2.核心特征:

低能量:这是二次电子最显著的特征。它们的能量非常低(通常小于50eV,绝大部分在2-50eV范围内)

表面敏感性:由于能量低,只有产生在材料表面极浅区域(通常在样品表面下面内容5-10纳米深度内)的电子才有足够的动能逸出表面。二次电子信号对样品的表面形貌极其敏感。

发射效率:平均每个入射的一次电子可以激发出若干个(通常小于1到10个)二次电子。这个数量称为二次电子产额(δ),它受样品材料、入射电子能量、入射角等影响影响。

原子序数敏感性弱:二次电子产额对样品材料的原子序数(Z)依赖性相对较弱(不像背散射电子那样强),主要受表面形貌和局部电场影响。

3.主要应用

  • 扫描电子显微镜成像:
  • 二次电子是扫描电子显微镜中最常用、最重要的成像信号

    在SEM中,聚焦的电子束在样品表面逐点扫描。

    探测器(通常是Everhart-Thornley探测器)收集从样品表面发射出的二次电子。

    由于二次电子产额强烈依赖于入射电子束与样品表面的夹角(倾斜面产生的二次电子更多),因此样品表面的微小凹凸、台阶、颗粒边缘等形貌特征会导致局部二次电子信号强度的显著变化。

    探测器通常放置在样品侧面,使得面向探测器的斜坡产生的二次电子信号更强,形成类似光线从侧面照射物体的视觉效果,从而产生具有明暗对比、立体感强的三维形貌图像。

    拓展资料来说:

    >二次电子是入射的一次电子在样品表面极浅层激发出来的、能量很低(<50eV)的电子。它们是扫描电子显微镜(SEM)中对样品表面形貌极其敏感的探测信号,用于生成高分辨率、立体感强的表面显微图像。

    简单类比:想象用一个小球(一次电子)高速击打沙堆表面(样品)。小球撞击沙粒时,会溅射出一些沙粒(二次电子)。溅射出来的沙粒能量不高,飞不远。你观察溅射沙粒的几许和路线,就能大致判断小球击中了沙堆的哪个位置以及那里的地形(比如斜坡、坑洼),由于地形不同导致溅射的模式不同。SEM利用二次电子成像的原理与此类似。

    版权声明

    您可能感兴趣

    返回顶部