不同类型的SEM成像-疯牛病和二次电子成像

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。

顾名思义，电子显微镜利用电子束进行成像。在图1中，可以看到由于电子和物质之间的相互作用而可能产生的各种产品。所有这些不同类型的信号传递了不同的样品有益信息，这是显微镜的操作人员选择捕捉哪个信号。

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，如名称所示，探测到的信号，如透射电子，将提供关于样品内部结构的信息。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)和二次电子(SE)。

反向散射 - 电子（BSE）成像

BSE类型的电子起源于相互作用体积内的广阔区域。它们的发生是由于电子与原子的弹性碰撞，这导致了电子轨道的变化。把电子与原子的碰撞想象成所谓的“台球”模型，微小的粒子(电子)与较大的粒子(原子)碰撞。欧洲杯猜球平台

与轻原子相比，大原子是更强的电子散射体，从而产生更高的信号(图2)。到达探测器的背向散射电子的数量与它们的Z数成正比。BSE的数量对原子数的依赖有助于区分不同的相，提供图像，传递样品组成的信息。此外，BSE图像还可以提供有关样品的形貌、晶体学和磁场的有益信息。

图2。a）Al / Cu样品的SEM图像，B），c）电子束与铝和铜之间的相互作用的简化说明。铜原子（较高Z）散射更多的电子回到检测器而不是较轻的铝原子，因此在SEM图像中看起来更亮。

固态探测器是最常见的BSE探测器，通常含有P-N结。工作原理基于由逃离样品的后散射电子的电子孔对的产生，并被检测器捕获。这些对的数量依赖于反向散射电子的能量。P-N结与两个电极连接，其中一个电极吸引电子和另一个孔，从而产生电流，这也依赖于吸收的后散射电子的量。

BSE探测器被放置在样品上方，以“甜甜圈”的方式集中于电子束，以最大限度地收集背向散射的电子，它们由对称分割的部分组成。当所有部分都启用时，图像的对比度显示该数字的原子序数Z。或者，通过只启用检测器的特定象限，可以从图像中恢复地形信息。

图3。背散射和二次电子探测器的典型位置。

二次电子

相反，二次电子源自样品的表面或近表面区域。它们由于初级电子束和样品之间的非弹性相互作用而发生并且包含比背散射电子的更低的能量。如图4所示，二次电子对样品表面的地形检查非常有益于检查。

图4。a）全BSD，b）地形BSD和C）叶子的SED图像。

埃弗哈特-索恩利探测器是检测SE最常用的设备。它包括法拉第笼内的闪烁体，该闪烁体带正电并吸引SE。闪烁体随后被用来加速电子，并在到达光电倍增管进行放大之前将它们变成光。SE探测器以一定角度放置在电子室的侧面，以提高对二次电子的检测效率。

这两种类型的电子是SEM用户的常用信号进行成像。并非所有SEM用户都需要相同类型的信息，因此拥有许多探测器的能力使SEM成为一种高度通用的工具，可以为许多不同的应用提供有利的解决方案。

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