電鏡學堂 | 細談二次電子和背散射電子（一）

       二次電子是入射電子與試樣中弱束縛價電子產(chǎn)生非彈性散射而發(fā)射的電子，一般能量小于50eV，產(chǎn)生深度在試樣表面10nm以內(nèi)。二次電子的產(chǎn)額在很大程度上取決于試樣的表面形貌，因此這也是為什么在很多情況下大家把SE圖像等同于形貌像。然而，這種說法并不嚴謹。

◆　二次電子（SE）和其它襯度的關(guān)系

        二次電子的產(chǎn)額其實和成分也有很大的關(guān)系，尤其是在低原子序數(shù)(Z<20)時，二次電子也能夠清晰的反映出成分之間的差異。圖1中顯示的就是SE產(chǎn)額隨原子序數(shù)Z的關(guān)系。

圖1   SE產(chǎn)額隨原子序數(shù)Z的關(guān)系

        這類實際例子非常多，如圖2中的碳銀混合材料，SE像不但可以區(qū)分出碳和銀的成分差異，而且相對BSE圖像來說具有更多的形貌細節(jié)。

圖2   碳銀混合材料的SE、BSE圖像以及碳、銀電子產(chǎn)額

         所以，如果對于低原子序數(shù)試樣，或者原子序數(shù)差異非常大時，若要反映成分襯度，并不一定非要用BSE像，SE像有時也可獲得上佳的效果。

        除了成分襯度外，SE還具有較好的電位襯度，在正電位區(qū)域SE因為收到吸引而使得產(chǎn)額降低，圖像偏暗，反之負電位區(qū)域SE像就會偏亮。而BSE因為本身能量高，所以產(chǎn)額受電位影響小，因此BSE像的電位襯度要比SE小的多。

圖3

        另外，如果遇上試樣的導電性不好，出現(xiàn)荷電效應或者是局部荷電，這也可以看成是一種電位襯度。這也是當出現(xiàn)荷電現(xiàn)象的情況下，相對SE圖像受到的影響大，BSE圖像受影響則比較小。這也是為什么在發(fā)生荷電現(xiàn)象的情況下，有時可以用BSE像代替SE像來進行觀察。

        至于通道襯度，一般來說因為需要將樣品進行拋光，表面非常平整，這類樣品基本上沒有太多的形貌襯度。SE雖然也能看出不同的取向，但是相比BSE來說則要弱很多，所以一般我們都是用BSE圖像來進行通道襯度的觀察。

圖4

        SE和襯度的關(guān)系，總結(jié)來說就是SE的產(chǎn)額以形貌為主，成分為輔，容易受到電位的影響，取向帶來的差異遠不及BSE。

　　在考慮具體使用哪種信號觀察樣品的時候，可以參考表1，SE和BSE特點剛好互補，并沒有孰優(yōu)孰劣之分，需要根據(jù)實際關(guān)注點來選擇正確的信號進行成像。

表1