文档介绍：材料研究方法各种物理信号各种的产生深度、广度、途和分辨率深度和广度范围材料研究方法各种物理信号应用的深度和广度材料研究方法概念:背散射电子是被固体样品反射回来的入射电子,其中包括弹性背散射电子和非弹性背散射电子。弹性背散射电子的能量几乎没有损失,而非弹性背散射电子的能量有不同程度的损失。:总的来说,背散射电子的能量较高,等于或接近入射电子的能量。其产率随试样原子序数的增大而增大。用途:在扫描电镜和电子探针中,用背散射电子可以获得试样的表面形貌像和成分像。材料研究方法概念:在入射电子的撞击下,脱离原子核的束缚,逸出试样表面的自由电子称为二次电子。特点:二次电子的能量较低(小于50eV),产生范围小(仅在试样表面10nm层内产生);产率与试样的表面形状密切相关,对试样的表面状态非常敏感,能很好地反映试样的表面形貌。用途:在扫描电镜中用来获取试样的表面形貌像。:被试样吸收掉的入射电子称为吸收电子。特点:吸收电子的数量与试样的厚度、密度、组成试样的原子序数有关。试样的厚度赿大、密度赿大,原子序数赿大,吸收电子的数量就赿大。如果试样足够厚,电子不能透过试样,那么入射电子I0与背散射电子IB、二次电子IS和吸收电子IA之间有以下关系I0=IB+IS+IA故吸收电子像是二次电子像、背散射电子像的负像。用途:在扫描电镜中,可以用其获取试样的形貌像、成分像。:穿透试样的入射电子称为透射电子。特点:透射电子的数量与试样的厚度和加速电压有关。试样厚度赿小,加速电压赿高,透过试样的电子数量就赿多。试样比较薄的时候,由于有透射电子存在,(1)式的右边应加上透射电子项,即I0=IB+IS+IA+IT用途:透射电子是透射电子显微镜要检测的主要信息,用于高倍形貌像观察,高分辨原子、分子、晶格像观察和电子衍射晶体结构分析。。如下图所示,入射电子使试样中某原子的内层(如K层)电子激发(打飞)后,外层电子(如L2层电子)将回跃到内层(K层)来填补空位,多余的能量(△E=EL2-EK)不是以特征X射线的形式释放出来,而是传给了外层(如L3层)的电子,使之激发。这个过程称为俄歇作用,由此产生的自由电子称为俄歇电子。,具有特定的能量和波长,其能量和波长取决于原子的核外电子能级结构。因此每种元素都有自己的特征俄歇能谱。俄歇电子的能量一般是50~2000eV,逸出深度4~20Å,相当于2~3个原子层。这种电子能反映试样的表面特征。因此,检测俄歇电子可以对试样表面成分和表面形貌进行分析。材料研究方法与X射线管产生连续X射线的原理一样,不同的是,这里作阳极的不是磨光的金属表面,而是试样。当电子束轰击试样表面时,有的电子可能与试样中的原子碰撞一次而停止,而有的电子可能与原子碰撞多次,直到能量消耗殆尽为止。每次碰撞都可能产生一定波长的X射线,由于各次碰撞的时间和能量损失不同,产生的X射线的波长也不相同,加上碰撞的电子极多,因此将产生各种不同波长的X射线——连续X射线。连续X射线在电子探针定量分析中作为背景值应予扣除。,这与X射线管产生特征X射线的过程和原理相同。特征X射线的波长决定于原子的核外电子能级结构。每种元素都有自己特定的特征X射线谱。一种元素的某根特征X射线(如Kα1)的波长是不变的,它是识别元素的一种特有标志。在X射线谱中发现了某种元素的特征X射线,就可以肯定该元素的存在。特征X射线是电子探针微区成分分析所检测的主要信号。