geri saçılan elektron

Geri-saçılmalı elektronlar ( saçılan elektronlar İngilizce) olan elektronlar primer elektron ışınının kaynaklanan, bahsedilen ve olduğu bir örnek, bir düşük enerji kaybı ile orijinal yönüne yakın yeniden yayılan. Bu birincil elektronlar çarpışması ile atomlu çekirdekleri numunesinde ve reaksiyona girmiş hemen hemen elastik onlarla.

Genel

Birincil elektron ışını ve numune, bir taramalı elektron mikroskobununkiler olabilir . Bu durumda, geri saçılan elektronlar, bu nedenle, 30 keV'ye kadar değişen ve ikincil elektronlarınkinden çok daha büyük olan nispeten yüksek bir enerjiye sahiptir . Numunede daha büyük bir derinlikte yayılabilirler. Bu nedenle, geri saçılan elektron sinyali tarama yoluyla bir görüntüyü yeniden oluşturmak için kullanılırsa, geri saçılan elektronlarla elde edilen çözünürlük, bir mikrometre veya bir mikrometrenin onda biri kadar nispeten düşük olacaktır.

Atom numarası ile bağımlılık

Diğer yandan, geri saçılan elektronlar ile üretilen görüntüler, bu elektronların duyarlı olmasından yarar atom numarası arasında atomu örnek teşkil eden. Daha ağır atomlar (çok sayıda elektron / protona sahip olanlar), daha hafif atomlardan daha fazla elektron yayar. Bu özellik, geri saçılan elektron analizi için kullanılacaktır. Atom numarası yüksek atomlardan oluşan alanlar diğerlerinden daha parlak görünür, bu faz kontrastıdır. Bu yöntem, bir numunenin kimyasal homojenliğini ölçebilecek ve kalitatif bir analize izin verecektir. Kantitatif bir analiz için X-ışını floresansı kullanılacaktır .

Atom numarasına göre geri saçılma verimliliği

B
B	VS	Al	Evet	Fe	ortak	ay	La	nokta	at
Z = 5	Z = 6	Z = 13	Z = 14	Z = 26	Z = 27	Z = 42	Z = 57	78	79
0.055	0.067	0.153	0.154	0.279	0,287	0,379	0.437	0,485	0.487

Geri saçılan elektron dedektörleri

Geri saçılan elektron dedektörlerinden biri tek bir bağlantıdır , genellikle bir Schottky bağlantısıdır . Sıklıkla bir katı hal dedektöründen bahsederiz. Belirli bir enerji ile donatılmış bir gelen elektron tarafından yarı iletken malzemelerde indüklenen elektron-boşluk çiftlerinin üretilmesi ilkesine göre çalışır . Elektron-delik çifti bir bağlantının ıssız bölgesinde oluşturulursa, serbest elektronlar ve delikler zıt yönlerde hareket eder, böylece dış elektrotta toplanan yük bir 'akım yükselticisinin' girişinde enjekte edilebilir. Bu diyotun dahili kazancı, 10 keV'lik gelen elektronlar için tipik olarak 2.500'dür.

Dedektörün kazancı şu şekilde verilir:

{\ displaystyle G = \ {\ frac {E} {e_ {i}}} \ (1-k \ \ eta)}

ile

E detektöre gelen elektronların enerjisidir
e i bir elektron deliği çifti oluşturmak için gereken enerjidir (silikon için 3.6 eV) dedektörden geri saçılan elektronların kesridir (Si için 0.164) k öyle bir katsayıdır kE, geri saçılan elektronların ortalama enerjisidir (tip 0,5)
${\ görüntü stili \ eta}$

dedektör kazancı

Elektron enerjisi E (eV)
Elektron enerjisi E (eV)	Kazanç
20	5100
15	2800
9	2300

Bir Schottky kavşağının ıssız p bölgesinin kalınlığı klasik formülle verilir:

{\ displaystyle V = \ q \ {\ frac {N \ p ^ {2}} {2 \ \ epsilon}}}

V, uygulanan voltajın yokluğunda diyota uygulanan ters voltaj veya difüzyon potansiyelidir. q, elektronun yükü olan, N, takviye konsantrasyonu ve bir dielektrik p = 10 mikron ise, V = 0.7 volt ve / cm N = 1014 verir silikon, 3 . $\ epsilon$

Schottky bağlantısının metalik tabakasının yanı sıra terkedilmiş bölgenin kalınlığı, İngilizce'de "elektron aralığı" olan katı bir elektronların penetrasyon derinliği ile karşılaştırılmalıdır. Bu penetrasyon derinliği, örneğin Kanaya-Okayama formülü ile verilmektedir.

{\ displaystyle R_ {KO} \ (\ mu m) = \ {\ frac {0.0276 \ A \ E_ {0} ^ {1.67}} {Z ^ {0.89} \ \ rho}}}

burada E 0 olay enerji, keV olarak, A, atomik kütle , g / mol, ρ olan yoğunluğu g / cm 3 ve Z'nin atom numarası . Gelen ışının diyotun yüzeyine normal olduğu varsayılır.

Kanaya-Okayama Penetrasyon Derinliği


	5 keV	10 keV	20 keV	30 keV
Evet	0.38	1.22	3.93	7.67
at	0.085	0.27	0.86	1.7

(gelen elektronun farklı enerjileri için, altın ve silikon durumu)

Notlar ve referanslar

JIGoldstein ve diğerleri, Taramalı Elektron Mikroskobu ve X-Işını Mikroanalizi , Plenum press (second.dit Eion, 1992), s.80
JIGoldstein ve diğerleri, Taramalı Elektron Mikroskopisi ve X-Işını Mikroanalizi , Plenum press (second.dit Eion, 1992), s.181-186
JIGoldstein, s.87-89
JIGoldstein s.89

Şuna da bakın: