,入射电子使距表向510
m的作用体积内退出表面的二次电子数量增多见图中黑色区域。若入射电子束进入了较深的部位例如图42中的A点,虽然也能激发出一定数量的自由电子,但因A点距表面较远大于L=510
m,自由电子只能被样品吸收而无法逸出表面。
图42二次电子成像原理图
图43为根据上述原理画出的造成二次电子形貌衬度的示意图。图中样品上B面的倾斜度最小,二次电子产额最少,亮度最低。反之,C面倾斜度最大,亮度也最大。
实际样品表面的形貌要比上面讨论的情况复杂得多,但是形成二次电子像衬度的原理是相同的。图44为实际样品中二次电子被激发的一些典型例子。从例子中可以看出,凸出的尖棱、小粒子以及比较陡的斜面处二次电子产额较多,在荧光屏上这些部位的亮度较大;平面上二次电子的产额较小,亮度较低;在深的凹槽底部虽然也能产生较多的二次电子,但这些二次电子不易被检测器收集到,因此槽底的衬度也会显得较暗。
f图43二次电子形貌衬度示意图
图44实际样品中二次电子的激发过程示意图(a)凸出尖端;(b)小颗粒;(c)侧面;(d)凹槽
3原子序数原理及应用
图45示出了原子序数对背散射电子产额的影响。在原于序数Z小于40的范围内,背散射电子的产额对原子序数十分敏感。在进行分析时,样品上原子序数较高的区域中由于收集到的背散射电子数量较多,故荧光屏上的图像较亮。因此,利用原子序数造成的衬度变化可以对各种金属和合金进行定性的成分分析。样品中重元素区域相对于图像上是亮区,而轻元素区域则为暗区。当然,在进行精度稍高的分析时.必须事先对亮区进行标定,才能获得满意的结果。用背散射电子进行成分分析时,为了避免形貌衬度对原子序数衬度的干扰,被分析的样品只进行抛光,而不必腐蚀。对有些既要进行形貌分析又要进行成分分析的样品,可以采用一对探测器收集样品同一部位的背散射电子,然后把两个检测器收集到的信号输入计算机处理,通过处理可以分别得到放大的形貌信号和成分信号。图46示意地说明了这种背散射电子检测器的工作原理。图46(a)中A和B表示一对半导体硅检测器。如果一成分不均匀但表面抛光平整的样品作成分分析时,A、B检测器收集到的信号大小是相同的。把A和B的信号相加,得到的是信号放大一倍的成分像;把4和B的信号相减,则成一条水平线,表示抛光表面的形貌僚。图46b是均成分但表面有起伏的样品进行形貌分析时
f图45原子序数与背散射电子产额之间的关系曲线
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