Electron-Sample InteractionsAuthor

Electron-Sample Interactions
Author Profile
Darrell Henry, Louisiana State University

electron interactions
Figure 1. Types of interactions between electrons and a sample.
showShow More details
Electrons accelerated onto a material result in a number of interactions with the atoms of the target sample. Accelerated electrons can pass through the sample without interaction, undergo elastic scattering and can be inelastically scattered (Figure 1). Elastic and inelastic scattering result in a number of signals that are used for imaging, quantitative and semi-quantitative information of the target sample and generation of an X-ray source. Typical signals used for imaging include secondary electrons (SE), backscattered electrons (BSE), cathodoluminescence (CL), auger electrons and characteristic X-rays. Quantitative and semiquantitative analyses of materials as well as element mapping typically utilize characteristic X-rays. Bremsstrahlung (continuum) radiation is a continuous spectrum of X-rays from zero to the energy of the electron beam, and forms a background in which characteristic X-ray must be considered. Further, X-rays generated from a specific target material are used as the roughly fixed-wavelength energy source for X-ray diffraction (XRD) and X-ray fluorescence (XRF) investigations.

Where an electron beam impinges on a sample, electron scattering and photon- and X-ray-production develops in a volume (the electron interaction volume) that is dependent on several factors (Figure 2). These include:
interaction volume
Figure 2. Electron interaction volume within a sample.
showShow More details
The energy of the incident beam (accelerating potential) increases the interaction volume, but decreases the elastic scattering (e.g. backscattering).
The interaction volume decreases as a function of the mean atomic weight.
Smaller and more asymmetric interaction volumes develop in samples tilted relative to the impinging electron beam.

Each of the signals used for imaging or X-ray generation is generated from different electron interaction volumes and, in turn, each of the signals has different imaging or analytical resolution. Auger and Secondary images have the best imaging resolution, being generated in the smallest volume near the surface of the sample. Backscattered electrons are generated over a larger volume resulting in images of intermediate resolution. Cathodoluminescence is generated over the largest volume, even larger than Bremsstrahlung radiation, resulting in images with the poorest resolution.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

การโต้ตอบอย่างอิเล็กตรอนประวัติผู้เขียนเฮนรี่ darrell ในเดือน มหาวิทยาลัยรัฐหลุยส์เซียนาโต้อิเล็กตรอนรูปที่ 1 ชนิดของการโต้ตอบระหว่างอิเล็กตรอนและตัวอย่าง รายละเอียด showShowอิเล็กตรอนถูกเร่งลงผลวัสดุในจำนวนของการโต้ตอบกับอะตอมของตัวอย่างเป้าหมาย ผ่านการเร่งอิเล็กตรอนผ่านตัวอย่างโดยไม่โต้ตอบ ทำโปรยยืดหยุ่น และสามารถถูก inelastically กระจาย (รูปที่ 1) ผลยางยืดและ inelastic scattering ในจำนวนของสัญญาณที่ใช้สำหรับการถ่ายภาพ เชิงปริมาณ และเชิงกึ่งปริมาณข้อมูลตัวอย่างเป้าหมายและสร้างแหล่งมาของ X-ray สัญญาณทั่วไปที่ใช้สำหรับการถ่ายภาพได้แก่อิเล็กตรอนรอง (SE), แสงกลับอิเล็กตรอน (BSE), cathodoluminescence (CL), สว่านอิเล็กตรอนและรังสีเอกซ์ลักษณะเฉพาะ การวิเคราะห์เชิงปริมาณ และ semiquantitative วัสดุเป็นแมปองค์ประกอบโดยทั่วไปจะใช้รังสีเอกซ์ลักษณะเฉพาะ รังสีเบรมส์ชตราลุง (ต่อเนื่อง) เป็นสเปกตรัมต่อเนื่องของรังสีเอกซ์จากศูนย์พลังงานของลำอิเล็กตรอน และรูปพื้นหลังต้องพิจารณาลักษณะ X-ray เพิ่มเติม ภาพเอ็กซ์เรย์ที่สร้างขึ้นจากวัสดุที่มีเป้าหมายที่เฉพาะเจาะจงที่จะใช้เป็นประมาณคงคลื่นพลังงานสำหรับกระจายแสงเอ็กซเรย์ (XRD) และเอ็กซเรย์ฟลูออเรสเซนต์ (XRF) สืบสวนลำแสงอิเล็กตรอน impinges บนตัวอย่าง อิเล็กตรอนกระเจิงและโฟตอน X-ray ผลิต และพัฒนาในระดับเสียง (ปริมาตรโต้อิเล็กตรอน) ที่ขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย (รูป 2) เหล่านี้รวมถึง:เสียงโต้ตอบรูปที่ 2 เสียงโต้อิเล็กตรอนภายในตัวอย่าง รายละเอียด showShowพลังงานแสงตกกระทบ (เร่งศักยภาพ) เพิ่มระดับเสียงโต้ตอบ แต่ลดการกระเจิงแบบยืดหยุ่น (เช่น backscattering)เสียงโต้ตอบลดลงตามน้ำหนักอะตอมเฉลี่ยไดรฟ์ข้อมูลโต้ตอบมากสมมาตร และมีขนาดเล็กพัฒนาอย่างเอียงสัมพันธ์กับลำแสงอิเล็กตรอน impingingของสัญญาณที่ใช้สำหรับการถ่ายภาพ X-ray รุ่นสร้างไดรฟ์ข้อมูลโต้อิเล็กตรอนแตกต่างกัน และ เปิด สัญญาณมีรูปแตกต่างกันหรือการวิเคราะห์ละเอียด สว่านและภาพรองมีละเอียดภาพที่ดีที่สุด ถูกสร้างขึ้นในปริมาณที่น้อยที่สุดใกล้ผิวของตัวอย่าง แสงกลับอิเล็กตรอนจะถูกสร้างขึ้นบนไดรฟ์ข้อมูลขนาดใหญ่ในภาพความละเอียดระดับกลาง Cathodoluminescence ถูกสร้างขึ้นผ่านเสียงใหญ่ ใหญ่กว่าเบรมส์ชตราลุงรังสี ส่งผลให้ภาพมีความละเอียดเพียง

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

อิเล็กตรอนตัวอย่างการติดต่อ
รายละเอียดผู้เขียน
ดาร์เรลเฮนรี่, มหาวิทยาลัยรัฐลุยเซียนาปฏิสัมพันธ์อิเล็กตรอนรูปที่ 1 ประเภทของการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างอิเล็กตรอนและตัวอย่าง. showShow รายละเอียดเพิ่มเติมอิเล็กตรอนเร่งลงบนวัสดุผลในจำนวนของการมีปฏิสัมพันธ์กับอะตอมของกลุ่มตัวอย่างเป้าหมาย อิเล็กตรอนเร่งสามารถผ่านตัวอย่างโดยไม่มีการโต้ตอบ, ได้รับการกระเจิงยืดหยุ่นและสามารถกระจาย inelastically (รูปที่ 1) ผลการกระเจิงยืดหยุ่นและไม่ยืดหยุ่นในจำนวนของสัญญาณที่ใช้สำหรับการถ่ายภาพข้อมูลเชิงปริมาณและกึ่งเชิงปริมาณของกลุ่มตัวอย่างเป้าหมายและการสร้างแหล่งเอ็กซ์เรย์ สัญญาณทั่วไปที่ใช้สำหรับการถ่ายภาพรวมถึงอิเล็กตรอนทุติยภูมิ (SE) อิเล็กตรอนที่สะท้อนกลับ (BSE) cathodoluminescence (CL) อิเล็กตรอนสว่านและลักษณะรังสีเอกซ์ การวิเคราะห์เชิงปริมาณและเชิงกึ่งปริมาณของวัสดุเช่นเดียวกับการทำแผนที่องค์ประกอบโดยทั่วไปแล้วจะใช้ลักษณะรังสีเอกซ์ bremsstrahlung (ต่อเนื่อง) รังสีคลื่นความถี่อย่างต่อเนื่องของรังสีเอกซ์จากศูนย์ถึงการใช้พลังงานของลำแสงอิเล็กตรอนและรูปแบบพื้นหลังในลักษณะที่ X-ray จะต้องได้รับการพิจารณา นอกจากนี้รังสีเอกซ์ที่สร้างขึ้นจากวัสดุเป้าหมายที่เฉพาะเจาะจงจะถูกใช้เป็นแหล่งพลังงานประมาณคงที่ความยาวคลื่นสำหรับ X-ray การเลี้ยวเบน (XRD) และ X-ray fluorescence (XRF) การสืบสวน. ในกรณีที่ลำแสงอิเล็กตรอนกระทบในตัวอย่างกระเจิงอิเล็กตรอน และ photon- และ X-ray การผลิตพัฒนาในปริมาณ (ปริมาณการปฏิสัมพันธ์อิเล็กตรอน) ที่จะขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ (รูปที่ 2) เหล่านี้รวมถึงปริมาณการปฏิสัมพันธ์. รูปที่ 2 ปริมาณการปฏิสัมพันธ์อิเล็กตรอนภายในตัวอย่างshowShow รายละเอียดเพิ่มเติม. พลังงานของลำแสงเหตุการณ์ที่เกิดขึ้น (เร่งศักยภาพ) เพิ่มปริมาณการปฏิสัมพันธ์ แต่ลดลงกระเจิงยืดหยุ่น (เช่น backscattering) ปริมาณการปฏิสัมพันธ์ลดลงเป็นฟังก์ชั่น ของมวลอะตอมเฉลี่ย. ขนาดเล็กและไม่สมมาตรมากขึ้นปริมาณการปฏิสัมพันธ์ในการพัฒนาในตัวอย่างเอียงเทียบกับลำแสงกระทบอิเล็กตรอน. แต่ละสัญญาณที่ใช้สำหรับการถ่ายภาพหรือ X-ray รุ่นที่ถูกสร้างขึ้นจากปริมาณการปฏิสัมพันธ์อิเล็กตรอนที่แตกต่างกันและในการเปิดแต่ละ สัญญาณมีการถ่ายภาพที่แตกต่างกันหรือมีความละเอียดในการวิเคราะห์ สว่านและภาพรองมีความละเอียดในการถ่ายภาพที่ดีที่สุดที่จะถูกสร้างขึ้นในปริมาณที่มีขนาดเล็กที่สุดที่อยู่ใกล้กับพื้นผิวของตัวอย่าง อิเล็กตรอนที่สะท้อนกลับจะสร้างมากกว่าปริมาณขนาดใหญ่ที่เกิดขึ้นในภาพของความละเอียดระดับกลาง cathodoluminescence ถูกสร้างขึ้นมากกว่าปริมาณที่ใหญ่ที่สุดแม้จะมีขนาดใหญ่กว่ารังสี bremsstrahlung ผลในภาพที่มีความละเอียดที่ยากจนที่สุด