不同类型的SEM成像 - BSE和二次电子成像

电子显微镜是非常多功能的仪器，可根据用户的要求提供各种类型的信息。在本文中，将描述在SEM中创建的不同类型的电子，以及将描述它们可以提供的信息的类型。

作为名称表示，电子显微镜使用电子束进行成像。在图1中，可以看到由于电子与物质之间的相互作用而可能的产品。所有这些各种各样的信号都传达了关于样本的不同有益信息，并且它是显微镜操作员的选择，信号捕获。

图1。电子-物质相互作用体积:产生的不同类型的信号。

例如，在透射电子显微镜（TEM）中，作为名称指示，检测诸如透射电子的信号，其将提供关于样本的内部结构的信息。在扫描电子显微镜（SEM）的情况下，通常检测到两种类型的信号;背散射电子（BSE）和二级电子（SE）。

背散射电子成像(疯牛病)

BSE类型的电子源自相互作用体积内的宽区域。它们由于具有原子的电子的弹性碰撞而发生，这导致电子的轨迹的变化。想象一下，电子原子碰撞作为所谓的“台球”模型，其中微小的颗粒（电子）与较大的颗粒（原子）碰撞。yabo214

与光原子相比，较大的原子是电子的较强的散射体，从而产生更高的信号（图2）。到达检测器的反向散射电子的数量与它们的Z数成比例。这种对原子数的BSE的数量的依赖性有助于区分不同的相位，提供成像传送对样品组合物的信息的成像。此外，BSE图像还可以提供关于样品的地形，晶体学和磁场的有益信息。

图2。a) Al/Cu样品的SEM图像，b)， c)电子束与铝、铜相互作用的简化图。铜原子(更高的Z)比较轻的铝原子散射更多的电子回到探测器，因此在SEM图像中显得更亮。

固态探测器是最常见的BSE探测器，通常含有p-n结。其工作原理是通过背向散射的电子从样品中逃逸并被探测器捕获而产生电子-空穴对。这些电子对的数量依赖于反向散射电子的能量。p-n结连接到两个电极上，一个电极吸引电子，另一个吸引空穴，从而产生电流，这也依赖于吸收的背散射电子的数量。

BSE探测器在“甜甜圈”布置中同心地定位在电子束上方，以便最大化反向散射电子的收集，并且它们由对称分开的部件组成。当启用所有部件时，图像的对比度显示了该数量的原子序Z.或者，通过仅启用检测器的特定象限，可以恢复来自图像的地形信息。

图3。反向散射和二次电子检测器的典型位置。

二次电子

相反，次级电子来自样品的表面或近表面区域。它们是由于主电子束与样品之间的非弹性相互作用而产生的，其能量低于反向散射电子。次级电子对样品表面形貌的检测非常有利，如图4所示。

图4。a)全BSD, b)地形BSD, c)叶片SED图像。

Everhart-Thornley探测器是检测SE最常用的装置。它包括在法拉第笼内的闪烁体，其被带正电并吸引SE。然后使用闪烁体加速电子并在达到光电倍增管之前将它们改为光。SE检测器以一定角度地定位在电子室的侧面，以提高检测二次电子的效率。

这两类电子是SEM用户常用的成像信号。并不是所有的SEM用户都需要相同类型的信息，所以拥有许多检测器的能力使SEM成为一个高度通用的工具，可以为许多不同的应用提供有利的解决方案。

这些信息来源于Phenom-World BV提供的材料。亚博网站下载

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